[发明专利]脉搏波传感器、传感器阵列及采用其的脉搏波测量装置

说明书

一种脉搏波传感器、传感器阵列及采用其的脉搏波测量装置。该脉搏波传感器包括传感器骨架、柔性压电传感器和静态压力传感器，其中，所述柔性压电传感器用于感测脉搏波；所述静态压力传感器用于测量施加在该脉搏波传感器上的静态压力；所述传感器骨架用于固定所述柔性压电传感器和静态压力传感器。本发明的传感器将静态压力信号与动态脉搏波压力信号分开测量，利用压电薄膜测量动态压力波动，压阻式传感器测量静态压力，从而动态灵敏度不受静态压力量程影响，能够在宽范围静态压力下，对脉搏波保持高灵敏度；本发明的传感器采用柔性骨架，从而组成的阵列可以满足不同人群手腕特征，实现对手臂表面良好的贴合。

技术领域

本发明属于人体健康状态无创检测技术领域，具体地涉及一种用于采集桡动脉脉搏波的装置，更具体地涉及一种脉搏波传感器、传感器阵列及采用其的脉搏波测量装置。

背景技术

脉搏波形可以反映人体健康程度以及多种疾病。脉搏波测量方法分为侵入和非侵入。侵入式脉搏波测量方法对病人造成极大伤害，非侵入式对病人伤害小，比如压力传感器、超声传感器、光电传感器等。这些传感器都可实现非侵入式测量脉搏波。但是目前主流的测量脉搏波的方法依旧是压力传感器测脉搏波。有些设备利用薄膜压阻式压力传感器对腕部多点进行脉搏采集，有些设备采用了应变计作为脉搏波传感器，还有一些设备采用MEMS压阻传感器检测脉搏。上述传感器动态范围由于受材料本身限制，灵敏度受到量程制约，相同供电和灵敏度下，测力量程越大，对力的分辨率越低，输出电压越低。后续的放大电路也只是单纯放大，放大倍数过高在大压力下电压输出容易饱和。另外从静态压力中提取动态脉搏波增加了后续处理电路和算法复杂度。

单纯的压电原理的压力传感器尽管具有很高的灵敏度且输出幅值不会受静态压力影响，但是压电传感器不能测量静态压力。因此这两种传感器独立的用于脉搏波测量都不能有效反映被测人的身体状况。如果想通过脉搏波反映疾病类型，必须在宽范围静态压力采集脉搏波。但是当前的压阻式传感器的灵敏度由施加力的量程决定。这就导致了小量程压力传感器量程不能满足测试要求，大量程传感器输出电压对力的分辨能力较低，在低压力下不能输出有形态意义的脉搏波。

另外，现有的传感器阵列存在两个问题，一个问题是传感器阵列不能满足不同人群手臂外形贴合问题，阵列贴合度差无法保障采集脉搏波的保真度；另一个问题是传感器形变带来的传感器间相互干扰问题，该问题可使相邻传感器采集的脉搏波相互叠加，影响脉搏波准确性。

因此有必要研究一种既能测量大静态压力，同时又保持高灵敏度、动态测量范围广泛的脉搏波传感器，并组成能够减轻传感器间干扰，与手臂贴合的传感器。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种脉搏波传感器、传感器阵列及采用其的脉搏波测量装置，以解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种脉搏波传感器，包括传感器骨架、柔性压电传感器和静态压力传感器，其特征在于：

所述柔性压电传感器用于感测脉搏波；

所述静态压力传感器用于测量施加在该脉搏波传感器上的静态压力；

所述传感器骨架用于固定所述柔性压电传感器和静态压力传感器。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种脉搏波传感器阵列，包括弹性缓冲材料和若干如上所述的脉搏波传感器，其中若干所述脉搏波传感器以一定间隔分布在所述弹性缓冲材料上。

作为本发明的再一个方面，本发明还提供了一种脉搏波测量装置，其特征在于，其中采用如上所述的脉搏波传感器阵列。