[发明专利]一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的人体健康检测方法

说明书

本发明公开一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的人体健康检测方法，该方法有两大步骤：步骤一：利用聚丙烯薄膜与木制圆柱形基底结合制备出可以模拟中医切脉手法的脉搏传感器；步骤二：对脉搏传感器采集到的脉搏信号进行高通滤波预处理，去除由于低频周期成分带来的信号基线漂移；最后对经过预处理的信号进行近似熵计算，得到每组脉搏信号的近似熵值，将0.1作为判断人体健康度的近似熵阈值。

技术领域

本发明涉及传感器、生物信号处理领域，特别是涉及一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的制备方法以及基于近似熵的脉搏信号处理方法。

背景技术

诊脉是中医独创的诊断方法，通过对脉象的分析来检测病人的健康状况。有时在症状完全显现之前，脉象就早已发生变化，因此中医脉搏诊断方法在分析疾病的病因和推断病情发展变化方面具有重要的临床意义。脉象的变化本质是脉搏波的变化，即心脏收缩和舒张以及血液流经血管的压力变化，它可以反映出心脏收缩和舒张与动脉血管内血压变化之间的时间关系。研究人员通过分析脉搏波信号，如脉搏波速度，振幅，波形变化等，可以获得诸多人体生理参数。这些参数可以反映人体健康信息，如血压的变化，血管硬化程度，心跳节律性等等。基于对脉搏的诊断研究，近年来已经提出了一系列用于测量脉搏波的脉搏传感器。包括光学传感器，电阻应变式传感器，声学传感器等等。其中，压电驻极体薄膜是一种新型的压电材料，它主要由塑料聚合物组成，其压电特性来源于材料空隙中的储存电荷，正因为如此，它的压电系数d₃₃要远高于石英、压电陶瓷等经典的压电材料。而且，除了制作成本低廉，易于加工之外，它还具有低的声阻抗和弹性模量，使其在可穿戴设备领域具有良好的应用前景。

实际生活中的信号通常表现出非线性、非平稳的随机特征，而对于此类信号来说，人们往往不易提取出原始信号中的有用信息，所以人们提出了信号复杂度的概念，即从信号的模式概率方面入手，对信号特征进行分析。在诸多的信号复杂度分析方法之中，近似熵方法便是其中之一。近似熵是一种描述信号系统复杂度的统计量，最早是由Pincus为了克服混沌现象中求解熵的困难所提出来的。它是从对非线性时间序列复杂度的角度来度量信号中产生新模式的概率大小，产生新模式的概率越大，序列的复杂性就越大，相应的近似熵值也越大。在做近似熵计算时，只需要较少的数据量就可以得到稳健的估计值，表征出系统复杂性的变化，因此十分适用于对非平稳的且采集时间有限的生物信号的评价。人体系统的复杂度会受到人体健康状态的影响，故而可以用近似熵值的变化表征出人体生理健康状态的变化。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的人体健康检测方法,一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的制备方法以及基于近似熵的脉搏信号处理方法，中间包括了基于仿生原理的脉搏传感器的结构和后续针对脉搏信号的近似熵处理算法。本方法不仅可以准确的获取人体的脉搏信号，同时也可以准确识别和判断人体的健康状况。

2、技术方案：

本申请一方面公开了一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的人体健康检测方法，包括利用在孔洞驻极体薄膜两面分别贴附银电极构成可以充放电功能的压电薄膜，然后与圆柱形木制基底进行粘附模仿出具有指肚弧形结构的脉搏传感器，最后通过近似熵算法对获取的脉搏信号进行计算，通过所得到的近似熵阈值可以准确的判断人体健康状况。

本发明一种基于柔性压电驻极体脉搏传感器的人体健康检测方法，具体步骤如下：

步骤一：按照图1的所示，首先制作基于柔性压电驻极体薄膜的脉搏传感器。将聚丙烯薄膜放入到充有氮气的温度压力实验箱中，并将实验箱中的温度设置为100℃，压力设置为2MPa，保持3小时；然后迅速将实验箱中的压力恢复到常压并取出薄膜；将该薄膜在-16kV的电场下进行极化3分钟；将两张银质的金属胶纸裁剪成与薄膜一样大小，分别贴附在薄膜的两面，同时分别从两面引出两根金属引线形成具有压电效应的柔性驻极体薄膜。最后将木质圆柱作为基底与制备好的柔性驻极体薄膜用双面胶进行粘附，完成脉搏传感器的制作。