基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，包括腔體、聲壓傳感器、前置放大器、濾波器、CPU處理模塊及顯示模塊，所述腔體內(nèi)充有具有一定氣壓的密封氣體，所述腔體用以與作用在人體的動脈血管處，并將動脈血管內(nèi)產(chǎn)生的周期脈搏波信號，轉(zhuǎn)換為氣壓的周期性變化信號，所述聲壓傳感器檢測氣壓的周期性變化信號并轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號，所述前置放大器將檢測到的電學(xué)信號進(jìn)行放大，提高信噪比并傳輸至所述濾波器，所述濾波器用于抑制噪聲，CPU處理模塊用于數(shù)據(jù)的記錄及處理經(jīng)濾波器處理后的電學(xué)信號以得到脈搏信號，傳遞到顯示模塊顯示出脈搏信號。本實用新型脈搏測量裝的靈敏度高、準(zhǔn)確性好、成本低、微型化、易攜帶，可廣泛用于臨床醫(yī)療及家庭醫(yī)療。
【專利說明】 基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療電子領(lǐng)域，尤其涉及一種基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置。【背景技術(shù)】
[0002]脈搏測量被廣泛應(yīng)用于在醫(yī)療和運動健身方面，如:心電圖機、血壓計、運動手表等，其準(zhǔn)確性和便攜性是人們關(guān)注的焦點。一般脈搏測量有脈診方式、壓力式脈搏傳感器和光電式脈搏傳感器。
[0003]其中，脈診受人為因素影響，測量不準(zhǔn)確；壓力式脈搏傳感器通常采用壓電薄膜作為換能材料，結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但是易受電場干擾，導(dǎo)致影響其準(zhǔn)確度；光電式脈搏傳感器是根據(jù)光電容積法制成的脈搏傳感器，通過對手指末端透光度的監(jiān)測，間接檢測出脈搏信號，具有結(jié)構(gòu)簡單、無損傷、可重復(fù)好等優(yōu)點，但是由于脈搏信號微弱(大約微伏到毫伏的數(shù)量級)，電路需要高倍放大器，處理復(fù)雜，且容易受到汗液等污染，導(dǎo)致準(zhǔn)確性降低。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，該基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置成本低、準(zhǔn)確性和便捷性能夠兼具。
[0005]為實現(xiàn)以上實用新型目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，包括腔體、聲壓傳感器、前置放大器、濾波器、CPU處理模塊及顯示模塊，所述腔體內(nèi)充有具有一定氣壓的密封氣體，所述腔體用以與作用在人體的動脈血管處，并將動脈血管內(nèi)產(chǎn)生的周期脈搏波信號，轉(zhuǎn)換為氣壓的周期性變化信號，所述聲壓傳感器檢測氣壓的周期性變化信號并轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號，所述前置放大器將檢測到的電學(xué)信號進(jìn)行放大，提高信噪比并傳輸至所述濾波器，所述濾波器用于抑制噪聲，所述CPU處理模塊用于數(shù)據(jù)的記錄及處理經(jīng)濾波器處理后的電學(xué)信號以得到脈搏信號，傳遞到所述顯示模塊顯示出脈搏信號。
[0006]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述濾波器是低通濾波器用于抑制高頻噪聲。
[0007]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述聲壓傳感器是麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)上設(shè)有聲孔。
[0008]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述腔體為剛性結(jié)構(gòu)并設(shè)有小孔，所述小孔邊緣嵌入彈性介質(zhì)，保證將小孔作用在動脈血管處時，實現(xiàn)前述腔體內(nèi)的氣體的密封。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述腔體形態(tài)是方形，所述麥克風(fēng)固定在腔體的底部。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述腔體為剛性結(jié)構(gòu)包括喇叭形開口，所述喇叭形開口處彈性介質(zhì)，保證將喇叭形開口作用在動脈血管處時，實現(xiàn)前述腔體內(nèi)的氣體的密封。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述麥克風(fēng)貼裝在所述腔體的底部。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述腔體是密封的可彈性變化的氣囊。[0013]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣囊的形態(tài)為袖帶或表帶形。
[0014]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述麥克風(fēng)被放在密封的可彈性變化的氣囊外側(cè)，所述麥克風(fēng)設(shè)有聲孔的一邊與氣囊接觸。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置使用了聲壓傳感器作為脈搏的檢測元件，從而成本低、準(zhǔn)確性和便捷性能夠兼具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置的電路示意圖。
[0017]圖2是本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置的脈搏信號與脈搏壓力、管壁位移的對應(yīng)關(guān)系示意圖。
[0018]圖3是本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置的第一實施例的立體圖。
[0019]圖4是本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置的第二實施例的立體圖。
[0020]圖5是本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置的第三實施例的立體圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖2所示，心臟間歇性的收縮和舒張引起動脈內(nèi)壓時升時降；因為動脈管壁具有豐富的彈性纖維，動脈內(nèi)壓的升降，將以周期性變化的脈搏壓力信號a的形式從主動脈開始，沿著管壁而迅速傳播到各個動脈分支，則動脈管壁出現(xiàn)相應(yīng)的擴張和回縮，導(dǎo)致動脈管壁產(chǎn)生周期性變化的管壁位移信號b，從而產(chǎn)生脈搏跳動。
[0022]如圖1及2所示，本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100的基本結(jié)構(gòu)及工作原理如下所述，所述基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100包括腔體、聲壓傳感器20、前置放大器30、濾波器40、CPU處理模塊50及顯示模塊60。在本實施例中，所述聲壓傳感器20是麥克風(fēng)。所述腔體內(nèi)充有具有一定氣壓的密封氣體。所述腔體用以與作用在人體的動脈血管處，并將動脈血管內(nèi)產(chǎn)生的周期脈搏壓力信號a，轉(zhuǎn)換為麥克風(fēng)20可以感測的氣壓的周期性變化信號，進(jìn)而麥克風(fēng)20將氣壓的周期性變化信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(電壓或電流)輸出，電學(xué)信號經(jīng)過前置放大器30進(jìn)行放大、濾波器40進(jìn)行雜訊濾除，提高信噪比，CPU處理模塊50用于數(shù)據(jù)的記錄及處理經(jīng)濾波器40處理后的電學(xué)信號以獲得脈搏輸出信號c，并傳遞到顯示模塊60顯示出脈搏輸出信號C。
[0023]以腔體內(nèi)密封氣體為例，當(dāng)脈搏跳動(動脈管壁的擴張和收縮)時，相當(dāng)于有一外力作用在腔體，引起腔體10內(nèi)氣體體積發(fā)生變化。由氣體狀態(tài)方程P=nRT/V，可以得到體積V的變化引起的氣壓P變化，其中η為腔體內(nèi)氣體的物質(zhì)的量，R為氣體常數(shù)。不斷變化的氣壓，引起麥克風(fēng)20的麥克風(fēng)膜片的振動，振動引起的電學(xué)信號變化量(電荷變化或電容變化或電壓變化)通過前置放大器30轉(zhuǎn)換為放大的電學(xué)信號變化量，然后通過濾波器40來過濾噪聲，再通過CPU處理模塊50進(jìn)行處理，得到脈搏輸出信號C，將脈搏輸出信號c通過顯示模塊60顯示出來，從而測到脈搏的跳動頻率(心率)。在本實用新型中，所述濾波器40是低通濾波器，用來過濾掉高頻噪聲，如50Hz的干擾。使用了麥克風(fēng)20作為脈搏波的檢測元件，低成本、準(zhǔn)確性和便捷性能夠兼具。
[0024]如圖3所示，是本實用新型第一實施例的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100。所述腔體10為剛性結(jié)構(gòu)并在頂端設(shè)有小孔101，所述小孔101邊緣嵌入彈性介質(zhì)102 (如:橡膠等)，保證將小孔101作用在動脈血管處時(如按壓在或用膠帶粘到動脈處)，前述腔體10內(nèi)的氣體被密封。所述腔體10形態(tài)是方形，所述麥克風(fēng)20固定在腔體10的底部。所述麥克風(fēng)20上設(shè)有聲孔21。當(dāng)脈搏跳動時，引起腔體10內(nèi)氣體體積發(fā)生變化，從而引起麥克風(fēng)20的膜片的振動，經(jīng)過前述信號處理，振動引起的電學(xué)信號變化量將輸出信號顯示到顯示模塊60上，從而測到脈搏的跳動頻率(心率)。
[0025]如圖4所示，是本實用新型第二實施例的基于聲壓傳感器的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100。其原理與第一實施例的基于聲壓傳感器的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100相同。差異在于，腔體11為剛性結(jié)構(gòu)包括喇叭形開口 111、所述開口 111處彈性介質(zhì)112 (如:橡膠等)，保證將喇叭形開口 111作用在動脈血管處時(如按壓在或用膠帶粘到動脈處)，前述腔體11內(nèi)的氣體被密封。所述麥克風(fēng)20貼裝在所述腔體11的底部。相較于第一實施例的基于聲壓傳感器的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100，由于是喇叭形開口111呈上大下小，口徑越大，氣體流速越快，使得用此基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100來測量脈搏，其響應(yīng)時間更短、準(zhǔn)確性更高、轉(zhuǎn)換效率更高。
[0026]如圖5所示，是本實用新型第三實施例的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100。所述腔體12是密封的可彈性變化的氣囊12。所述氣囊12的形態(tài)為袖帶或表帶形。所述麥克風(fēng)20被放在密封的可彈性變化的氣囊12外側(cè)，所述麥克風(fēng)20設(shè)有聲孔21的一邊與氣囊12接觸。測量脈搏時，將氣囊12緊緊包裹住手腕。脈搏的跳動引起氣囊12內(nèi)氣體壓強的變化，從而引起麥克風(fēng)20的膜片的振動，經(jīng)過前述信號處理，振動引起的電學(xué)信號變化量將輸出信號顯示到顯示模塊60上，從而測到脈搏的跳動頻率(心率)。
[0027]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置100使用了聲壓傳感器20作為脈搏的檢測元件，從而成本低、準(zhǔn)確性和便捷性能夠兼具。
[0028]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，不應(yīng)以此限制本實用新型的范圍，即凡是依本實用新型權(quán)利要求書及實用新型說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:其包括腔體、聲壓傳感器、前置放大器、濾波器、CPU處理模塊及顯示模塊，所述腔體內(nèi)充有具有一定氣壓的密封氣體，所述腔體用以與作用在人體的動脈血管處，并將動脈血管內(nèi)產(chǎn)生的周期脈搏波信號，轉(zhuǎn)換為氣壓的周期性變化信號，所述聲壓傳感器檢測氣壓的周期性變化信號并轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號，所述前置放大器將檢測到的電學(xué)信號進(jìn)行放大，提高信噪比并傳輸至所述濾波器，所述濾波器用于抑制噪聲，所述CPU處理模塊用于數(shù)據(jù)的記錄及處理經(jīng)濾波器處理后的電學(xué)信號以得到脈搏信號，傳遞到所述顯示模塊顯示出脈搏信號。
2.如權(quán)利要求1所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述濾波器是低通濾波器用于抑制高頻噪聲。
3.如權(quán)利要求1所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述聲壓傳感器是麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)上設(shè)有聲孔。
4.如權(quán)利要求3所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述腔體為剛性結(jié)構(gòu)并設(shè)有小孔，所述小孔邊緣嵌入彈性介質(zhì)，保證將小孔作用在動脈血管處時，實現(xiàn)前述腔體內(nèi)的氣體的密封。
5.如權(quán)利要求4所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述腔體形態(tài)是方形，所述麥克風(fēng)固定在腔體的底部。
6.如權(quán)利要求3所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述腔體為剛性結(jié)構(gòu)包括喇叭形開口，所述喇叭形開口處彈性介質(zhì)，保證將喇叭形開口作用在動脈血管處時，實現(xiàn)前述腔體內(nèi)的氣體的密封。
7.如權(quán)利要求6所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述麥克風(fēng)貼裝在所述腔體的底部。
8.如權(quán)利要求3所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述腔體是密封的可彈性變化的氣囊。
9.如權(quán)利要求8所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述氣囊的形態(tài)為袖帶或表帶形。
10.如權(quán)利要求8所述的基于聲壓傳感器的脈搏測量裝置，其特征在于:所述麥克風(fēng)被放在密封的可彈性變化的氣囊外側(cè)，所述麥克風(fēng)設(shè)有聲孔的一邊與氣囊接觸。
【文檔編號】A61B5/02GK203400138SQ201320498665
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】呂萍, 許慶峰, 楊宏愿 申請人:蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司