[发明专利]基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器

说明书

本发明为一种基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器，其包括主要由探头壳体、MEMS声传感器微结构、心音心电一体化电路和信号采集卡组成，MEMS声传感器微结构上设置有拍型仿生纤毛用于检测心音信号，探头壳体上的心电电极用于检测心电信号，二者将检测到的信号传输给心音心电一体化电路进行处理，处理后再传输给信号采集卡。本发明具有设计科学、结构合理、操作简便、携带方便、检测灵敏、成本低、可批量加工、心音心电同步检测等优点，和传统传感器探头相比检测心音与心电信号更加准确、快速和方便。

技术领域

本发明涉及一种生物医疗器件，具体是一种基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器。

背景技术

心音信号是人体一种重要的生理信号，是反映心脏以及心血管系统的运动情况的信号，包含着心脏的各个部分如心房、心室、心血管、大血管及各个瓣膜之间相互作用的生理信息和病理信息，利用心音可以评估心脏功能。

听诊器最开始是由法国医生雷纳克发明的，经过许多人持续改良才慢慢形成了现在普遍使用的传统声学听诊器，传统听诊器的组成部分是共振片、声音共振腔和传导声音的导管，但是，这种听诊器存在如下问题：1）听诊器的胶管易导致心音信号失真，令心音信号无法采集准确，导致医生无法做出准确的判断；2）不适用于肥胖人群，经测试，肥胖人群的心音与心电信号干扰信号较多，传输出的信号削弱性较强，所以这类人群的心音与心电信号难以采集。

此外，目前的听诊器均为入耳式设计，长期听诊会造成耳部疲劳，从而影响医生的判断。为了解决上述问题，电子听诊器应运而生。电子听诊器利用特殊的声学传感器作为接收声信号的敏感元件，通过使用硬件滤波器和运算放大器，使听到的心肺音信号更准确。现在数字化听诊器也逐渐进入市场，它能够显示传输心音与心电信号，也可存储到电脑端，使得医生听诊更加方便，也便于留存下来进行医学教学。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新式便利的基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器，包括探头壳体、心电电极、MEMS声传感器微结构、心音心电一体化电路和信号采集卡；

探头壳体为圆形扁壳体，其壳底位于壳身的中下部位置处，壳底将壳体内部空间分隔为上方的壳腔和下方的安装槽；壳底上开设有连通壳腔和安装槽的连接通孔，并且壳底上位于壳腔内的表面开设有插槽；探头壳体两侧的侧壳壁上分别向外延设有两个对称设置的圆形卡扣，且两个圆形卡扣紧邻壳腔口设置；探头壳体的壳腔口上封装有防水透声膜，探头壳体的侧壳壁上还开设有与壳腔相通的注油孔以及与安装槽相通的引线孔；

心电电极设有两组，且分别安装在探头壳体上的两个圆形卡扣上；

MEMS声传感器微结构包括由硅衬底刻蚀得到的中心质量块、支撑边框以及四根相互垂直的用于连接中心质量块和支撑边框的悬臂梁，在相对称的两根悬臂梁的两端分别利用等离子注入技术注入硼离子形成压敏电阻，四个压敏电阻的阻值相等且之间通过金属引线连接成一个惠斯通全桥差动电路，中心质量块上垂直固定有拍型仿生纤毛；支撑边框固定在圆形安装板上，圆形安装板的一侧板边向外延设有与探头壳体内的插槽相适配的插板；

MEMS声传感器微结构通过插板插装在探头壳体内的插槽上，拍型仿生纤毛与壳体内的底面平行设置；心音心电一体化电路安装在探头壳体的安装槽内，MEMS声传感器微结和心音心电一体化电路通过穿过连接通孔的导线连接，心电电极通过导线与心音心电一体化电路连接，心音心电一体化电路的输出端导线穿过引线孔后与信号采集卡连接；探头壳体的壳腔内通过注油孔注满有绝缘硅油，注油孔、连接通孔及引线孔进行密封处理。