[发明专利]一种基于压电传感器的可穿戴心音和肺音监测装置

说明书

本发明公开了一种基于压电传感器的可穿戴心音和肺音监测装置，所述监测装置包括：柔性基底层、压电传感器、处理模块；压电传感器与处理模块连接，压电传感器与处理模块均固定在柔性基底层上，压电传感器包括：压电心音传感器和压电肺音传感器；所述压电传感器用于采集心音信号和肺音信号传输至处理模块进行处理，心肺音监测装置通过柔性基底层佩戴在用户胸部和肺部进行心肺音监测；所述柔性基底层为弹性面料，本申请中的监测胸带舒适性好、长期动态监测、病理分析的可穿戴心音监测装置，实现对心音和肺音信号的实时监测。

技术领域

本发明涉及生物医学信号检测领域，具体地，涉及一种基于压电传感器的可穿戴心音和肺音监测装置。

背景技术

目前心血管疾病发病率呈逐年上升趋势，并成为危害人类健康的多发病与常见病，是威胁人类生命的主要杀手。

心脏瓣膜疾病(VHD)是一种典型的心血管疾病，对患者的功能和长期生活造成严重不适和负面影响。对早期和突发心脏病的长期和动态观测，以捕捉到短暂非持续性的异常心电(心音)变化，对诊断心脏病、减少心脏病(特别是VHD)死亡率方面起到至关重要的作用。

目前尚缺乏可长期舒适穿戴的心音拾取装置，传统听诊器无法实现长期听诊；心电图(ECG)难以检测心脏瓣膜的结构异常和含有心脏杂音特征的缺陷；超声心动图(echo)、心脏磁共振图像(MRI)以及计算机断层扫描(CT)等其他诊断设备，都存在着成本高、对从医人员专业水平要求高等问题，这些设备通常只能在大城市的大型医院中见到。因此，为心脏疾病的早期发现提供经济而准确的长期动态监测方法是生物医学工程人员刻不容缓的任务。

心肺音听诊，即心肺音的听取与解释，通过拾取异常心肺音实现心脏病、呼吸系统疾病等早期诊断的一种技术。传统听诊器具有成本低、操作简单等优点，与此同时也受到三个因素的限制。首先，由于心音是由低振幅的高频(HF)和低频(LF)声音信号混合组成的，因此听诊器或是用于听诊器中的传感器非常需要具备高选择性灵敏度；其次，用听诊器记录的心肺音数据往往会受到噪声的干扰，不能准确有效地诊断心脏病；第三，心肺音的解释很大程度上取决于医生的经验、技巧以及听力，而不同医生的诊断水平存在较大差异。人为分析导致了心肺音分析过程的复杂性，这些复杂性可通过计算机辅助听诊方法来克服。

发明内容

本发明的目的在于克服现有心音或肺音检测技术的不足，提供一种舒适性好、长期动态监测、病理分析的可穿戴心肺音监测胸带，实现对心音和肺音信号的实时监测。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种基于压电传感器的可穿戴心音和肺音监测装置，简称心肺音监测装置，可以对心音和肺音进行监测，装置采用柔性弹力织物作为织物基底，声音传感器可以嵌缝制、热压等工艺到胸带、文胸、吊带、背心上等承载物上，更适合穿戴。本申请对承载物具体的形式不做限制，织物基底上固定有压电传感器和处理模块，其中处理模块粘贴在基底中线处；压电传感器通过填充层、胶环、硬质衬底等组成的固定结构缝制在织物基底，以确保拾音效果；心音或肺音信号通过处理模块传送至上位机，实时显示心音或肺音图，同时通过心音或肺音处理算法实现心率和呼吸频率计算、相关特征参数的提取等，以此判断心音或肺音是否正常，自动生成诊断报告。

优选的，所述织物基底一般采用弹性织物面料，在具体实施时也可以采用其他类型的弹性材料制成上述织物基底，本申请对织物基底的材料组成不做具体的限定。基底层是具有伸缩性、透气性、可亲肤的弹性面料，整体宽度可以为38mm，长850-1000mm，厚1-2mm，中间镂空图形为心音或肺音传感器形状，也可以根据实际的应用或需求制成其他尺寸，本申请对具体的形状和尺寸不做具体的限定。

优选的，所述织物基底两端设有对应的连接端用于胸带固定，如魔术贴毛面和刺面或使用暗扣、挂扣等方式进行固定，也可以根据实际的应用或需求制成其他尺寸，本申请对具体的形状和尺寸，以及连接固定方式不做具体的限定。