一种无线无源血流速度检测仪

本发明涉及一种无线无源血流速度检测仪，属于医学设备。

背景技术：

1、高血压、心血管疾病以及深静脉血栓等疾病的评估及诊断涉及到血流速度信息，这一信息对于临床的精准诊断及有效的治疗规划至关重要。

2、现有的血流动力学评估方法，包括超声成像技术、多普勒技术、脉搏波速度和核磁共振技术，以其准确性和非侵入性而广泛使用。然而，在临床实践中，这些血流动力学检测设备存在一些局限性。目前，常用的血流动力学评估设备属于大型仪器，难以实现移动诊疗及远程监控；而且，这些设备通常需要相对较长的时间来获取图像或数据，这可能限制了其在紧急情况下的应用；同时，这些设备价格昂贵，提高医疗机构的购买及维护成本；此外，无法满足连续动态监测，限制了运动生理学的研究；为了提高分辨率，耦合剂的使用会带了不便，还可能引起个别患者皮肤过敏。

3、综上所述，由于现有的血流速度检测设备在尺寸、成本、速度、便携性以及动态监测等方面存在不足，需要一种新型的血流速度检测仪以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是设计一种无线无源血流速度检测仪，可同时检测体温和血流速度，基于血流热传导的空间各向异性测量得到血液运动情况。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种无线无源血流速度检测仪，包括：

4、柔性衬底；

5、固定于所述柔性衬底上的热源；

6、固定于所述柔性衬底上的第一信号接收器和第二信号接收器；

7、固定于所述柔性衬底上的无线控制系统；

8、固定于所述柔性衬底上并用于连接所述第一信号接收器、第二信号接收器、热源以及无线控制系统的导线。

9、所述柔性衬底采用具有柔性，拉伸性以及透气性的材料，选自但不限于橡胶、硅胶、pdms、pi、parylene和ecoflex。

10、所述热源的加热方式选自但不限于电加热、磁加热、光学加热、声加热。

11、所述信号接收器包括温度信号以及按加热方式选择对应光学传感器、声学传感器。

12、电加热的实现采用热敏电阻作为热敏元件，电流通过热敏电阻将电能转化成热能，以热敏电阻作为热源，具有加热效率高，温度控制方便，成本低，结构简单等优势；

13、磁加热的原理是利用交变磁场使得体内水分子共振导致其位置改变，从而对组织进行加热。

14、光学加热具有高精度，无接触的优势，不同深度组织对不同强度和波长的光有不同的吸收特性，通过调整光的参数实现对目标组织的精准加热。信号接收器可集成温度传感器和光传感器，通过测量温差以及光多普勒效应来评估血流速度，从而提高技术的可靠性。

15、声学加热是通过将声波能量转化成热能从而使得组织局部区域加热，与上述光学加热类似，通过调整声波的频率及能量，实现对局部组织的精准加热。信号接收器可集成温度传感器和声传感器，通过接收温度和声信号从而实现对血流速度的测量。

16、所述信号接收器数量至少一个第一信号接收器，至少一个第二信号接收器，分布于所述热源的两侧，与热源在同一条直线上，信号接收器可为同一型号，其测温范围包含35～45℃，可用于监测体温及血流速度。

17、所述无线控制系统包括：nfc模块；与所述nfc模块连接的单片机，所述单片机与所述第一信号接收器、第二信号接收器和热源均连接；与所述第一信号接收器、第二信号接收器和热源电连接的供电模块。无线控制系统由nfc模块、单片机和供电模块组成，其中，nfc模块负责与上位机进行数据传输，同时与单片机进行数据交互；单片机接收指令后，将其传递给信号接收器和热源；nfc模块通过上位机获取能量，为单片机、信号接收器和热源供电。

18、无线控制系统，无线连接方式包括wifi、蓝牙、nfc。

19、热源及信号接收器可通过表面贴装技术(smt)组装于柔性电路板上。

20、采用fpc工艺制作的系统具有远程控制和数据采集功能，通过开发的智能手机app通过无线连接用于控制系统的工作，将采集得到的数据传到上位机进行处理，可得到实时血流动力学情况，并评估血液循环情况。

21、导线采用可拉伸结构，进一步地，选自自相似蛇形互连结构，平面内屈曲结构。

22、导线材料选自但不限于金、银、铜、铝、pedot、石墨烯、碳纳米管、液态金属、导电银浆、银纳米线等。

23、供电方式包括但不限于电池供电和nfc供电。

24、所述无线无源血流速度检测仪，其传感原理基于血流热传导现象的空间各向异性特性，在正常情况下，第一信号接收器和第二信号接收器所接收到的温度信息一致，通过对组织进行加热，导致组织局部温度急剧上升，由于血管中血液的流动，沿血流方向的热传递效率更高，引起温度的各向异性分布，远端的信号接收器的温度值高于近端的信号接收器的温度值，通过分析两个温度传感器之间的差值，实现对血流速率以及血流方向的检测。当加热方式为光/声时，存在光/声多普勒效应，光/声多普勒效应与加热过程协同作用，进一步提高了对血流速度的测量准确性。采用nfc作为数据和能量传输方式，实现无线无源检测。

25、所述无线无源血流速度检测仪，可在人体颈动脉、鼠蹊动脉、椎动脉、股动脉、桡骨动脉和尺骨动脉、腹主动脉以及小腿深静脉等多部位使用，阵列采集以形成人体血流速度循环网络，通过后处理精准获得血流动力学情况。

26、本发明的有益效果在于：

27、本发明基于血流热传导现象的空间各向异性特性，以实现对血液运动情况的准确监测。本发明用于同时测量人体体温，测血流方向和血流速度，具备无线无源、小型便携、可佩戴的特点，通过nfc技术实现与智能终端的能量及数据传输，适用于长时间的动态生理参数监测，能够为运动生理研究提供关键的信息。

28、本发明的热源可采用多种加热方式，通过热敏度电阻加热具有成本低，操作简单等优势，采用光/声加热可通过调整波长和能量实现对不同深度目标组织的精准加热，通过接收温度和光/声信号确保获得人体组织的血流速度的准确性。

29、本发明具备可穿戴性，旨在支持移动医疗和家庭日常监测，以建立有效的慢性病筛查机制。该设备能够实现无线无源连接和远程操控，以高效整合移动性和多接入智能处理，为医疗服务提供全新的可能性。此外，该设备的结构设计简单，成本较低，操作方便，不受身体特定部位的应用限制，而且无需外部耦合剂，从而为医疗诊断和监测提供更便捷的解决方案。

技术特征：

1.一种无线无源血流速度检测仪，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无线无源血流速度检测仪，其特征在于，所述热源为电阻加热、磁加热、光学加热或声加热的热源。

3.根据权利要求1所述的无线无源血流速度检测仪，其特征在于，所述信号接收器包括温度传感器以及热源对应的传感器。

4.根据权利要求1所述的无线无源血流速度检测仪，其特征在于，所述信号接收器数量至少包含一个第一信号接收器，至少一个第二信号接收器，与所述热源在同一条直线上且分布于所述热源的两侧。

5.根据权利要求1所述的无线无源血流速度检测仪，其特征在于，所述的无线控制系统包括：

6.根据权利要求1所述的无线无源血流速度检测仪，其特征在于，所述的导线采用可拉伸结构。

7.根据权利要求6所述的无线无源血流速度检测仪，其特征在于，所述的导线采用自相似蛇形互连结构或平面内屈曲结构。

技术总结
本发明公开一种无线无源血流速度检测仪，属于医学设备技术领域，包括：柔性衬底；固定于所述柔性衬底上的热源；固定于所述柔性衬底上的第一信号接收器和第二信号接收器；固定于所述柔性衬底上的无线控制系统；固定于所述柔性衬底上并用于连接所述第一信号接收器、第二信号接收器、热源以及无线控制系统的导线。本发明基于血流热传导现象的空间各向异性特性，实现对血液运动情况的准确监测。本发明用于同时测量人体体温，血流速度和血流方向，具备无线无源、小型便携、可佩戴的特点，通过NFC技术实现与智能终端的能量及数据传输，适用于长时间的动态生理参数监测，能够为运动生理研究提供关键的信息。

技术研发人员：汪小知,杨溪,刘雨露,卓凤玲,朱永斌,孙仁华,祁海鸥,杨伟英
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17