[发明专利]一种基于柔性压电材料的血压测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

设置压电传感器和PPG传感器，其中，压电传感器采用柔性压电材料制备得到，与腕带结合佩戴于手腕处；PPG传感器与指套结合佩戴于左手食指处；

上位机获取压电传感器和PPG传感器采集的传感信号并以此计算实时血压；

其中，压电传感器的制备方法如下：

步骤S1：制备聚合物溶液；其中，选择质量比为3:2的N，N-二甲基甲酰胺/丙酮作为二元溶剂体系，质量比为1:10的钛酸钡与P(VDF-TrFE)作为溶质；

步骤S2：在步骤S1获得的聚合物溶液基础上制备压电薄膜；

步骤S3：在压电薄膜上制备电极并封装为压电传感器。

2.根据权利要求1所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，步骤S1中，首先向二元溶剂体系中加入称量完成的钛酸钡粉末，超声处理4小时后，加入P(VDF-TrFE)粉末，而后使用振荡器连续振荡10小时，制备得均匀的聚合物溶液。

3.根据权利要求2所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，在环境湿度为25％-65％，温度为25摄氏度的情况下制备并封装压电薄膜。

4.根据权利要求1所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，

步骤S2中，压电薄膜的具体制备过程如下：

在温湿度可控的实验箱内使用高压静电纺丝法进行压电薄膜的制备，其中，将步骤S1制备的聚合物溶液转移至注射器内，将注射器放置于注射泵上，注射泵的流速设置为1.5ml/h，在注射器针头处施加20kv电压，并使用滚筒作为接收压电材料的装置，针尖与滚筒收集器之间的距离控制在13cm，溶液在电场力的作用下被拉伸成纤维并落在滚筒上，滚筒转速设置为1200rpm，待纺丝完成，即在滚筒上收集到压电薄膜；

步骤S3中，首先在压电薄膜的上下表面涂抹一层导电银浆，待其风干后，贴上铜箔，而后将其置于混合完全的硅胶中，静置48h，得到封装完成的柔性压电传感器。

5.根据权利要求1所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，压电传感器采用三明治结构，其中，中间层为压电薄膜，往外依次为银电极层、铜电极层、硅胶层，导线从铜电极层引出。

6.根据权利要求1所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，设置信号调理电路对压电传感器所采集的信号进行处理。

7.根据权利要求1所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，通过NI数据采集卡对压电传感器和PPG传感器的脉搏波信号进行数据采集并发送给上位机。

8.根据权利要求7所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，设置双路脉搏波采样时长为30秒，每隔30秒记录并显示脉搏波波形，并根据脉搏波数据来计算出实时血压。

9.根据权利要求7所述的基于柔性压电材料的血压测量方法，其特征在于，构建血压模型，其中，使用小波阈值变换对双路脉搏波进行去噪处理，并基于脉搏波传导时间来进行血压模型的构建，以得出实时血压。

10.一种基于柔性压电材料的血压测量系统，其特征在于，至少包括压电传感器、PPG传感器、信号调理电路、微处理器和上位机，其中，压电传感器佩戴于手腕处，用于感应血液压力信号；PPG传感器与指套结合佩戴于食指处，用于采集PPG信号；信号调理电路与压电传感器相连接，用于对其压电传感器输出的压力信号进行信号处理；微处理器用于采集压电传感器和PPG传感器的信号并发送至上位机以此计算实时血压；

其中，压电传感器的制备方法如下：

步骤S1：制备聚合物溶液；其中，选择质量比为3:2的N，N-二甲基甲酰胺/丙酮作为二元溶剂体系，质量比为1:10的钛酸钡与P(VDF-TrFE)作为溶质；

步骤S2：在步骤S1获得的聚合物溶液基础上制备压电薄膜；

步骤S3：在压电薄膜上制备电极并封装为压电传感器。