[发明专利]用于检测动脉位置以测量血流速度的相控阵列

说明书

一种用于检测动脉位置以测量血流速度的系统，包括第一压电换能器阵列，其包括多个换能器元件，所述换能器元件中的每一者支撑在第一陶瓷基底上，所述第一陶瓷基底具有被构造成放置在用户的皮肤区域的表面上的平坦的下表面，所述第一陶瓷基底被构造成将由换能器元件发射的超声信号耦合到皮肤；相位控制系统被构造成向换能器元件中的每一者供应电致动信号，所述电致动信号针对换能器元件中的每一者被相移。相位控制系统被构造成使供应到换能器元件的电致动信号相移以使得形成超声波束，并且使超声波束朝向位于皮肤区域下方的血管转向。

技术领域

本公开大体涉及用于测量血流速度的系统和方法，并且特别地涉及用于使用相控阵列测量血流速度的系统和方法。

背景技术

目前，不存在能够检测人类测试受试者的血压的非侵入式小型可穿戴传感器。非侵入式血液估计（estimation）具有许多医疗和个人益处。在很多情况下，如果在较长的时间段内监测血压，则检测人的应激水平可预防心脏病发作或避免倦怠（burn out）疾病。因此，需要一种能够估计血压的传感器，其使得能够在较长的时间段内监测血压。

本节中描述的测量原理的主要挑战之一将是以非常高的角分辨率找到动脉相对于换能器阵列的确切位置。对于血流速度测量，有必要精确地知道该角度，因此可以正确扫描动脉以实现最佳信号质量（SNR）并最小化可穿戴装置中的功率。因此，将在本专利申请中提出一种能够以高的空间和角分辨率检测动脉的位置的新概念。

附图说明

图1描绘了根据本公开的一个实施例的超声压电换能器10。

图2描绘了用于使用图1的压电换能器10检测血流速度和测量血压的系统30的实施例。

图3描绘了供与图2的系统一起使用的压电换能器的替代实施例。

图4描绘了供与图2的系统一起使用的压电换能器的另一个替代实施例。

图5描绘了用于相控换能器阵列的1×N换能器元件阵列。

图6描绘了用于相控换能器阵列的N×1换能器元件阵列。

图7描绘了用于相控换能器阵列的M×N换能器元件阵列。

图8是具有沿着阵列的X轴的波束转向（beam steering）的相控换能器阵列的示意性描绘。

图9是具有沿着阵列的Y轴的波束转向的相控换能器阵列的示意性描绘。

图10是相控换能器阵列的示意性描绘，其描绘了换能器的测量角度。

图11描绘了用于相控换能器阵列的换能器元件的实施例。

图12示意性地描绘了相对于血管未对准的相控阵列换能器。

图13示意性地描绘了图12的相控阵列换能器的侧视图。

图14是具有微机械调节构件的压电换能器的俯视图。

图15是图14的换能器的第一侧的立视图。

图16是图14的换能器的第二侧的立视图。

图17示出了处于第一倾斜位置中的图14的压电换能器。

图18示出了处于第二倾斜位置中的图14的压电换能器。

图19是组合式多输入多输出（MIMO）阵列和相控阵列血流速度检测系统的框图。

图20是图19的组合式多输入多输出（MIMO）阵列和相控阵列血流速度检测系统的双站（bistatic）版本的示意图。

具体实施方式