脉搏波检测装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及脉搏波检测技术领域，具体提供一种脉搏波检测装置及其控制方法。


背景技术：

2.目前在健康可穿戴设备方面，脉搏波分析技术越来越重要。通过脉搏波分析可以得到血压、血氧、血管弹性、血液粘稠度、心率变异性等多种心血管指标。
3.目前常见的测量脉搏波的方法主要是通过光学传感器或者电阻式或电容式薄膜形压力传感器，其缺点在于信号噪声大，信号稳定性差，数据采样率低，因此检测准确性较低。
4.因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，即解决现有检测脉搏波的传感器存在检测准确性较低的问题。
6.在第一方面，本发明提供一种脉搏波检测装置，所述脉搏波检测装置包括刚性的基体，所述基体的一侧向内凹陷形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有第一mems压力传感器和第二mems压力传感器，所述容纳腔内填充有弹性体，所述弹性体用于将脉搏压力传导至所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器，所述脉搏波检测装置设置成：能够通过所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器同时采集脉搏波信息并根据采集到的脉搏波信息选取所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器中的一个采集检目标脉搏波信息。
7.通过这样的设置，本发明的脉搏波检测装置能够先通过第一mems压力传感器和第二mems压力传感器同时采集脉搏波信息，根据采集到的脉搏波信息从二者中选取更合适的一个采集目标脉搏信息，能够采集到更加准确的脉搏波信息，提高了脉搏波检测装置的准确性。
8.在上述脉搏波检测装置的优选技术方案中，所述弹性体的硬度为40～60ha。
9.通过将弹性体设置成硬度为40～60ha，本发明的发明人发现这样既能够避免弹性体变形太大造成压力传递滞后和线性度变差，又能够避免硬度太大而影响力量传递的敏感度，从而进一步提高了脉搏波检测装置检测脉搏波信息的准确度。
10.在上述脉搏波检测装置的优选技术方案中，所述容纳腔内设置有分隔结构，所述分隔结构位于所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器之间，从而将所述弹性体分隔成第一弹性体和第二弹性体。
11.通过这样的设置，能够避免在整体结构的弹性体受到与第一mems压力传感器和第二mems压力传感器对应位置的皮肤传递来的作用力产生变形进而将作用力分别传递至第一mems压力传感器和第二mems压力传感器的过程中相互干扰的情况发生，进一步提高了脉搏波检测装置检测脉搏波信息的准确度。
12.在上述脉搏波检测装置的优选技术方案中，所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器之间的距离为1～3mm。
13.由于浅表动脉血管的宽度一般为2～4mm，将第一mems压力传感器和第二mems压力传感器之间的距离设置成1～3mm，在脉搏波检测装置紧贴人体浅表动脉的皮肤表面时，第一mems压力传感器和第二mems压力传感器能够更加靠近浅表动脉的中轴线，从而能够进一步脉搏波检测装置检测脉搏波信息的准确度。
14.在上述脉搏波检测装置的优选技术方案中，所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器距离所述弹性体的外侧面的距离为0.3～1mm。
15.通过这样的设置，在使用状态下弹性体能够更加准确地将脉搏波动的力度和周期传递至第一mems压力传感器和第二mems压力传感器，从而能够进一步提高脉搏波检测装置检测脉搏波信息的准确度。
16.在第二方面，本发明还提供了一种脉搏波检测装置的控制方法，所述脉搏波检测装置包括刚性的基体，所述基体的一侧向内凹陷形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有第一mems压力传感器和第二mems压力传感器，所述容纳腔内填充有弹性体，所述弹性体用于将脉搏压力传导至所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器，所述脉搏波检测装置设置成：能够通过所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器同时采集脉搏波信息并根据采集到的脉搏波信息选取所述第一mems压力传感器和所述第二mems压力传感器中的一个采集检目标脉搏波信息；所述控制方法包括：控制所述第一mems压力传感器采集第一脉搏波信息同时控制所述第二mems压力传感器采集第二脉搏波信息；根据所述第一脉搏波信息和所述第二脉搏波信息分别提取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅；比较所述第一脉搏波振幅和所述第二脉搏波振幅的大小；选取所述第一脉搏波振幅和所述第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器采集目标脉搏波信息。
17.通过这样的设置，本发明的脉搏波检测装置在采集脉搏信息时先通过第一mems压力传感器和第二mems压力传感器同时采集脉搏波信息，再根据采集到的脉搏波信息从二者中选取更合适的一个采集目标脉搏信息，能够采集到更加准确的脉搏波信息，提高了脉搏波检测装置的准确性。
18.在上述控制方法的优选技术方案中，“控制所述第一mems压力传感器采集第一脉搏波信息同时控制所述第二mems压力传感器采集第二脉搏波信息”的步骤具体包括：控制所述第一mems压力传感器按照第一频率采集所述第一脉搏波信息同时控制所述第二mems压力传感器按照所述第一频率采集所述第二脉搏波信息；“选取所述第一脉搏波振幅和所述第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器采集目标脉搏波信息”的步骤具体包括：选取所述第一脉搏波振幅和所述第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器按照第二频率采集所述目标脉搏波信息；其中，所述第一频率大于等于50hz且小于等于100hz，所述第二频率大于1000hz。
19.在上述控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：确定所述脉搏波检测装置与皮肤之间的目标按压力；“选取所述第一脉搏波振幅和所述第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器采集目标脉搏波信息”的步骤具体包括：选取所述第一脉搏波振幅和所述第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器按照所述目标按压力按压至皮肤并采集目标脉搏波信息。
20.在上述控制方法的优选技术方案中，确定所述脉搏波检测装置与皮肤之间的目标按压力的方式具体为：在“控制所述第一mems压力传感器采集第一脉搏波信息同时控制所述第二mems压力传感器采集第二脉搏波信息”的过程中，逐渐增大所述脉搏波检测装置与皮肤之间的压力；根据采集的第一脉搏波信息和第二脉搏波信息确定所述目标按压力。
附图说明
21.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
22.图1是本发明一种实施例的脉搏波检测装置的结构示意图；
23.图2是本发明一种实施例的脉搏波检测装置的使用状态示意图；
24.图3是本发明脉搏波检测装置的控制方法的主要步骤图；
25.图4是本发明一种优选实施例的脉搏波检测装置的控制方法的流程图。
26.附图标记列表：
27.1、脉搏波检测装置；11、基体；111、引脚；12、第一mems压力传感器；121、第一传感器引脚；122、第一金线；13、第二mems压力传感器；131、第二传感器引脚；132、第二金线；141、第一弹性体；142、第二弹性体；15、分隔槽；2、手臂；21、浅表动脉。
具体实施方式
28.首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然以下实施例中脉搏波检测装置的基体是陶瓷材质，但是这并不能对本发明的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如本发明脉搏波检测装置的基体也可以是硬质塑料材质、金属材质等。显然，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。
29.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.基于背景技术提到的现有检测脉搏波的传感器存在检测准确性较低的问题，本发明提供一种脉搏波检测装置，脉搏波检测装置包括刚性的基体，基体的一侧向内凹陷形成有容纳腔，容纳腔内设置有第一mems压力传感器和第二mems压力传感器，容纳腔内填充有弹性体，弹性体用于将脉搏压力传导至第一mems压力传感器和第二mems压力传感器，脉搏波检测装置设置成：能够通过第一mems压力传感器和第二mems压力传感器同时采集脉搏波信息并根据采集到的脉搏波信息选取第一mems压力传感器和第二mems压力传感器中的一个采集检目标脉搏波信息。
32.通过这样的设置，本发明的脉搏波检测装置能够先通过第一mems压力传感器和第
二mems压力传感器同时采集脉搏波信息，根据采集到的脉搏波信息从二者中选取更合适的一个采集目标脉搏信息，能够采集到更加准确的脉搏波信息，提高了脉搏波检测装置的准确性。
33.下面参照图1和图2，来对本发明的脉搏波检测装置进行介绍。其中，图1是本发明一种实施例的脉搏波检测装置的结构示意图，图2是本发明一种实施例的脉搏波检测装置的使用状态示意图。
34.如图1所示，脉搏波检测装置1包括陶瓷材质的基体11，基体11的一侧向内凹陷形成有容纳腔(图中未示出)，容纳腔内设置有第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13，第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13之间的距离为1～3mm。第一mems压力传感器12具有四个第一传感器引脚121，第二mems压力传感器13具有四个第二传感器引脚131，基体11上设置有用于连接外部元器件的八个引脚111，四个第一传感器引脚121与其中四个引脚111连接，四个第二传感器引脚131与另外四个引脚111连接。其中，每个第一传感器引脚121与对应的引脚111通过两根并联的第一金线122连接，每个第二传感器引脚131与对应的引脚111通过两根并联的第二金线132连接。第一容纳腔内填充有弹性体，弹性体覆盖第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13并填平容纳腔，第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13距离弹性体的外侧面的距离为0.3～1mm。弹性体的硬度为40～60ha，例如弹性体可以是硅胶或者橡胶等。弹性体位于在第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13之间的位置形成有作为分隔结构的分隔槽15，从而将弹性体分隔成第一弹性体141和第二弹性体142。
35.如图2所示，在使用状态下，脉搏波检测装置1形成容纳腔的一侧贴合在手臂2的表面，第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13大致分布在手臂2的浅表动脉21的轴向两侧的位置，脉搏波检测装置1的引脚111与计算机(图中未示出)连接。在采集脉搏波信息时，先控制第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13同时采集脉搏波信息，然后根据采集到的脉搏波信息确定第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13哪一个与浅表动脉21的中轴线的距离更近，进而选取浅表动脉21的中轴线的距离更近的mems压力传感器采集脉搏波信息作为目标脉搏波信息。
36.在脉搏波检测装置1中设置两个mems压力传感器，能够先控制两个mems压力传感器初步采集脉搏波信息，根据采集到的脉搏波信息确定两个mems压力传感器中距离浅表动脉的中轴线较近的一个，进而通过距离浅表动脉的中轴线较近的mems压力传感器采集目标脉搏波信息，采集到的脉搏波信息更加准确。弹性体的硬度为40～60ha，这样既能够避免弹性体变形太大造成压力传递滞后和线性度变差，又能够避免硬度太大而影响力量传递的敏感度，进一步提高了脉搏波检测装置1检测脉搏波信息的准确度。分隔槽15将弹性体分隔成第一弹性体141和第二弹性体142，避免了在整体结构的弹性体受到与第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13对应位置的皮肤传递来的作用力产生变形进而将作用力分别传递至第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13的过程中相互干扰的情况发生。第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13距离弹性体的外侧面的距离为0.3～1mm，这样能够更加准确地将脉搏波动的力度和周期传递至第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13，进一步提高了脉搏波检测装置1检测脉搏波信息的准确度。第一传感器引脚121和第二传感器引脚131均与对应的引脚111通过两根并联的金线连接，这样能够增加信
号传递的可靠性。
37.需要说明的是，分隔槽15作为分隔结构仅是一种具体的设置方式，在实际应用中可以对其作出调整，如可以在容纳腔内位于第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13之间的位置设置隔板，从而将弹性体分隔成第一弹性体141和第二弹性体142。另外，上述实施例的设置方式仅是较为优选的设置方式，在实际应用中可以对其做出调整，例如：在另外一种实施方式中，基体11的容纳腔内填充一整块弹性体；在另外一种实施方式中，第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13之间的距离为0.5mm、3.5mm、4mm或者其他合适的距离等；在另外一种实施方式中，第一mems压力传感器12和第二mems压力传感器13距离弹性体的外侧面的距离为0.2mm、1.1mm或者其他合适的距离等；在另外一种实施方式中，弹性体的硬度为38ha、62ha或者其他合适的硬度等。此外，基体11为陶瓷材质仅是一种较为优选的设置方式，在实际应用中可以对其作出调整，如基体11也可以采用硬质塑料、金属等刚性材料制成。
38.下面参照图3和图4对本发明的脉搏波检测装置的控制方法进行介绍。其中，图3是本发明脉搏波检测装置的控制方法的主要步骤图，图4是本发明一种优选实施例的脉搏波检测装置的控制方法的流程图。
39.如图3所示，本发明脉搏波检测装置的控制方法主要包括以下步骤：
40.步骤s100、控制第一mems压力传感器采集第一脉搏波信息同时控制第二mems压力传感器采集第二脉搏波信息。
41.步骤s200、根据第一脉搏波信息和第二脉搏波信息分别提取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅。
42.步骤s300、比较第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅的大小。
43.步骤s400、选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器采集目标脉搏波信息。
44.通过这样的设置，本发明的脉搏波检测装置在采集脉搏信息时先通过第一mems压力传感器和第二mems压力传感器同时采集脉搏波信息，再根据采集到的脉搏波信息从二者中选取更合适的一个采集目标脉搏信息，能够采集到更加准确的脉搏波信息，提高了脉搏波检测装置的准确性。
45.如图4所示，在一种优选的实施方式中，本发明脉搏波检测装置的控制方法包括以下步骤：
46.步骤s110、控制第一mems压力传感器按照50～100hz的频率采集第一脉搏波信息同时控制第二mems压力传感器按照50～100hz的频率采集第二脉搏波信息；
47.步骤s210、根据第一脉搏波信息和第二脉搏波信息分别提取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅；
48.步骤s310、比较第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅的大小；
49.步骤s410、选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器按照大于1000hz的频率采集目标脉搏波信息。
50.通过这样的控制方法，既能够降低脉搏波检测装置的能耗，又能够保证采集到准确度较高的目标脉搏波信息。
51.优选地，本发明脉搏波检测装置的控制方法还包括：确定脉搏波检测装置与皮肤
之间的目标按压力；“选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器采集目标脉搏波信息”的步骤具体包括：选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器按照目标按压力按压至皮肤并采集目标脉搏波信息。优选地，确定脉搏波检测装置与皮肤之间的目标按压力的方式具体为：在“控制第一mems压力传感器采集第一脉搏波信息同时控制第二mems压力传感器采集第二脉搏波信息”的过程中，逐渐增大脉搏波检测装置与皮肤之间的压力；根据采集的第一脉搏波信息和第二脉搏波信息确定目标按压力。
52.例如，在另外一种较为优选的实施方式中，本发明脉搏波检测装置的控制方法包括以下步骤：
53.控制第一mems压力传感器按照50～100hz的频率采集第一脉搏波信息同时控制第二mems压力传感器按照50～100hz的频率采集第二脉搏波信息，在此过程中逐渐增大脉搏波检测装置与皮肤之间的压力；
54.根据第一脉搏波信息和第二脉搏波信息分别提取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅；
55.根据第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅确定目标按压力；
56.比较第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅的大小；
57.选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器按照目标按压力按压至皮肤并且按照大于1000hz的频率采集目标脉搏波信息。
58.在脉搏波检测装置与皮肤之间的压力逐渐增大的过程中，第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅均随着压力的增大先增大后减小。在第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅最大时，此时能够最准确地反映脉搏的真实信息。因此，可以将第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅处于最大时脉搏波检测装置与皮肤之间的压力作为目标按压力。选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器按照目标按压力按压至皮肤并采集目标脉搏波信息，能够采集到更加准确的目标脉搏波信息。在“控制第一mems压力传感器采集第一脉搏波信息同时控制第二mems压力传感器采集第二脉搏波信息”的过程中，逐渐增大脉搏波检测装置与皮肤之间的压力，这样获取的第一脉搏波信息和第二脉搏波信息既能够用于选取mems压力传感器来采集目标脉搏波信息，又能够用于确定目标按压力，减少了操作步骤。
59.在另外一种可行的实施方式中，也可以在选取第一脉搏波振幅和第二脉搏波振幅中较大脉搏波振幅对应的mems压力传感器之后，先通过该mems压力传感器采集脉搏波数据，在此过程中逐渐增大脉搏波检测装置与皮肤之间的压力，根据采集到的脉搏波数据提取脉搏波振幅，并根据脉搏波振幅确定目标按压力，然后使该mems压力传感器按照目标按压力按压至皮肤并采集目标脉搏波数据。
60.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。