[发明专利]基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器

说明书

本发明为一种基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器，包括壳体，壳体上固定有透声帽，壳体内设有支撑板，支撑板上安装有MEMS声传感器微结构，MEMS声传感器微结构由支撑框架、中心质量块、悬臂梁及四个压敏电阻组成；壳体的外围套装有一圈心电电极，心电电极的外围套装有一圈吸盘；心电电极包括顶面为针尖式微阵列设计的柔性导电基底，柔性导电基底的顶面依次溅射有金属种子层和金属层、背面涂覆有导电银胶层。相比于传统的听诊器或是心电传感器，本发明传感器利用MEMS技术将心音、心电集于一体，进而能够实现冠心病的多参数联合分析诊断，具有灵敏度高，体积小，可批量加工，低成本等优点。

技术领域

本发明属于一种新型的生物医疗器件，具体是一种基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器。

背景技术

冠心病即冠状动脉粥样硬化性心脏病，是冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管内腔狭窄或闭塞，造成患者心肌缺血、缺氧或坏死的心脏病。冠心病是严重威胁人类生命健康的重大疾病，其防治是全世界共同面临的重大公共卫生问题。目前，冠心病防治的现状不容乐观：近10年来日益猖獗的冠心病，作为重要的一种心血管疾病，已经成为许多国家严重危害人们身体健康的最重要的疾病之一，是心脏病发病中比较高的疾病类型。据世界卫生组织统计，每年约1200万人死于冠心病，被公认为世界性“头号杀手”。

心脏听诊是诊断冠心病和了解心脏功能的一种最古老的方法之一。迄今为止这项技术仍然是诊断心血管疾病的一种基本方法，而心音图谱的出现进一步提高了心血管疾病的诊断。目前现存的诊断冠心病的高精尖医疗设备大多无法解决冠心病的早期精确诊断问题，同时单一的医疗设备在诊断冠心病时也都存在一定的误诊和漏诊现象，无法从多个角度、联合多个参数对冠心病进行综合分析诊断，更不能及时了解冠心病的发展变化过程。舒张期心杂音包含了大量的冠心病早期的病理信息，而因为传统听诊受限于人耳听力的敏感性和医生的主观经验，极大地制约了心音在诊断冠心病中所发挥的作用。鉴于心音和心电信号都有着简单、无创、可靠、低成本、重复性好等优点，同时心音和心电信号可以很好地反映冠心病早期症状，心电又是临床上最常用的诊断冠心病的无创手段。所以我们急需研制一种新型的可以用于检测心电及心音信号的。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种全新的基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器。该传感器可以同时检测心电信号与心音信号，利用MEMS技术设计一种声传感器微结构用以检测心音信号，利用MEMS加工工艺设计心电电极，最后壳体采用柔性材料封装将俩者封装固定。实现心音和心电信号同步采集。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器，包括顶部为敞口设计的壳体，壳体的敞口端密封固定有透声帽，壳体的壳底上开设有注油孔和引线孔，壳体内安装有支撑板，支撑板上固定有MEMS声传感器微结构，MEMS声传感器微结构由SOI硅圆片通过ICP等离子刻蚀技术刻蚀得到，其包括支撑框架以及设置于支撑框架中心位置的中心质量块，中心质量块的两端分别通过悬臂梁与支撑框架连接固定，每根悬臂梁的俩端分别利用等离子注入技术注入硼离子形成压敏电阻，四个压敏电阻的阻止相等，并且四个压敏电阻通过金属引线相连接形成一个可以检测心音与呼吸音信号的惠斯通全桥差动电路；MEMS声传感器微结构输出端的导线从引线孔穿出，壳体的内部空间通过注油孔注充有硅油，注油孔和引线孔密封处理；壳体的外围套装有一圈心电电极，心电电极的外围套装有一圈吸盘；心电电极包括顶面为针尖式微阵列设计的柔性导电基底，柔性导电基底的顶面溅射有金属种子层，金属种子层上溅射有金属层，柔性导电基底的背面涂覆有导电银胶层。

本发明中的MEMS声传感器微结构，其工作原理是：将透声帽贴于患者皮肤上，可以实现心音信号的无损失投射，即心音传递到MEMS声传感器微结构的中心质量块上时，会引起悬臂梁的变形，悬臂梁的变形又会引起压敏电阻阻值的变化，这样惠斯通全桥差动电路的输出信号会随着压敏电阻阻值的改变而改变，所以实现了当心音、呼吸音信号改变时，MEMS声传感器微结构输出的电压值也会改变，就能绘制出心肺音的波形图。