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1、(10)授权公告号 CN 101703394 B (45)授权公告日 2011.04.27 CN 101703394 B *CN101703394B* (21)申请号 200910230816.2 (22)申请日 2009.11.25 A61B 5/02(2006.01) (73)专利权人 山东大学 地址 250100 山东省济南市历城区山大南路 27 号 (72)发明人 杨静 王新沛 刘常春 李远洋 李鹏 车文彪 (74)专利代理机构 济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 代理人 于冠军 CN 1226812 A,1999.08.25, 全文 . US 4993422 ,1991.02。
2、.19, 全文 . CN 101496718 A,2009.08.05, 全文 . (54) 发明名称 桡动脉脉搏波检测装置 (57) 摘要 本发明公开了一种桡动脉脉搏波检测装置， 包括底座、 滑动座、 齿座、 转臂、 传感器连接体和传 感器 ； 滑动座安装在底座底部的滑轨上， 滑动座 和底座上都设有支撑和固定腕部的支撑面 ； 齿座 固定在底座上部， 转臂通过转轴安装在齿座上， 转 臂与齿座的结合面通过齿面啮合， 传感器连接体 以滑移方式安装在转臂上， 传感器安装在传感器 连接体上。 传感器输出端与信号采集装置相连， 输 出的信号由计算机进行后续处理。本发明使桡动 脉充分暴露， 在维持被检测者。
3、处于自然状态的同 时， 实现桡动脉脉搏波快速、 准确的无创检测， 解 决桡动脉脉搏波检测过程中存在的检测点位置不 易确定、 外部施加压力不易确定和检测点位置容 易变动的问题。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 张宇 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 7 页 CN 101703394 B1/1 页 2 1. 一种桡动脉脉搏波检测装置， 包括底座、 滑动座、 齿座、 转臂、 传感器连接体和传感 器 ； 其特征是 ： 滑动座安装在底座底部的滑轨上， 滑动座和底座上都设有支撑和固定腕部 的支撑面 ； 齿座固定在底座上部， 。
4、转臂通过转轴安装在齿座上， 转臂与齿座的结合面通过齿 面啮合， 传感器连接体以滑移方式安装在转臂上， 传感器安装在传感器连接体上。 2. 根据权利要求 1 所述的桡动脉脉搏波检测装置， 其特征是 ： 所述转臂呈 U 型， 其开口 端的两内侧与齿座的两端面之间均设有转轴， 并且两内侧面与齿座的两端面之间均为齿面 啮合。 3. 根据权利要求 1 所述的桡动脉脉搏波检测装置， 其特征是 ： 所述传感器连接体上设 有能够使传感器连接体在转臂上滑动的卡隼。 4. 根据权利要求 1 所述的桡动脉脉搏波检测装置， 其特征是 ： 所述传感器连接体内设 有能够调整传感器压力的压力调节机构。 5. 根据权利要求 。
5、4 所述的桡动脉脉搏波检测装置， 其特征是 ： 所述压力调节机构是由 安装在传感器连接体上的传动轴和安装在传感器连接体内的传动套组成的螺旋移动机构， 传动轴与传动套螺纹连接。 权 利 要 求 书 CN 101703394 B1/5 页 3 桡动脉脉搏波检测装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于检测桡动脉脉搏波的装置， 属于生物医学工程的人体信号检 测技术领域。 背景技术 0002 在每个心动周期内， 由于心脏的收缩和舒张， 动脉内的压力和容积也发生周期性 的变化， 导致管壁搏动， 称为动脉脉搏。 桡动脉因位于体表裸露处， 便于检测， 所以被认为是 理想的脉搏检测部位。 由于桡动脉位于上肢。
6、动脉的末端， 此处脉搏波始于心脏， 途经中央动 脉和大动脉， 所以其蕴藏了丰富的心血管状态信息。中医脉诊就是利用了桡动脉脉搏中包 含的生理、 病理信息进行诊断。此外， 现代检测技术中桡动脉脉搏波的应用也很广泛。如由 桡动脉和心源信号联合计算出的脉搏波传播速度可以定量评价上肢动脉的硬化程度， 由桡 动脉波形分析得到的增强指数和顺应性指标可以定量反映动脉的弹性状态， 由桡动脉脉搏 波得到的波形特征点和特征参数可以定量反映大动脉硬化状况， 由桡动脉脉搏波波形面积 变化得到的脉搏波波形特征量 K 指标可以较好的反映心血管系统中血管外周阻力、 血管壁 弹性、 血液粘度和心输出量等生理参数。所以桡动脉脉搏。
7、波的准确获取是心血管疾病早期 诊断的关键。 0003 虽然桡动脉位于体表， 相比于其他动脉此处脉搏相对容易检测， 但是如何准确获 取真实脉搏波形仍然是个问题。桡动脉脉搏波检测中存在的难点主要包括 ： 检测点位置 不易确定， 太靠近手臂桡动脉被桡骨和软骨包围， 传感器不易与桡动脉完全接触， 太远离手 臂桡动脉被肌肉包绕， 脉搏信号微弱， 不利于后续的信号处理， 此外当传感器的检测点偏离 桡动脉时脉搏波形出现变形 ； 外部施加压力不易确定， 压力太小不能获得清晰的桡动脉 压力波形， 压力太大波形会发生变形， 影响波形的真实性， 而且长时间施加较大压力会使被 检测者产生不适感 ； 检测点容易变动， 。
8、腕部活动灵活， 而被检测者轻微活动造成的传感器 与搏动点的相对位移就有可能导致获取的波形失真。 0004 现有的桡动脉脉搏波检测方法和装置主要有以下几种 ： 箍带式 ： 早期的桡动脉 脉搏波检测多采用这种方式， 先通过人工手动寻找桡动脉搏动点， 再用箍带将传感器故定 在该点， 这种方法操作简单， 但箍带施加的压力不好确定， 得到信号的重复性不好， 而且长 时间箍住手腕容易产生不适感 ； 夹板式 ： 如中国专利文献授权公告号 CN201213788Y 公开 一种便携式脉搏测量装置 ， 是将患者的手腕夹住， 调整上夹体的位置， 使得脉搏波传感器 与桡动脉接触， 这种装置没有考虑到检测者的个体差异性。
9、， 而且不容易确定桡动脉搏动点 的位置 ； 充气绷带式 ： 如中国专利文献公开号为 CN1903117 公开的 非侵入性桡动脉血压 波形量测系统及其应用 、 公开号为 CN1478438A 公开的 手腕式血压计用套箍 和公开号为 CN1383783A 公开的 腕式血压计用腕套 ， 是将感应器以胶布或弹性带 ( 如松紧带或橡皮圈 等 ) 固定于手腕的挠动脉上方， 再将带有气袋的腕带套上手腕， 给气袋充气， 气袋对感应器 施加压力， 感应器再对桡动脉施加压力， 而造成感应器所撷取的脉搏讯号增强， 这种装置对 桡动脉施加的压力比较固定， 但成本高， 需要气袋和气泵， 操作复杂 ； 传感器阵列式 ： 。
10、公 说 明 书 CN 101703394 B2/5 页 4 开号 CN101193587 公开的 一种使用压力传感器阵列的脉搏分析仪 、 公开号 CN1226812 公 开的 脉搏检测装置、 搏动检测装置及压力检测装置 和公开号 CN1517060A 的 脉搏波测定 装置 中提到的检测脉搏波传感器阵列虽然可以解决搏动点定位的问题， 但操作繁琐， 需要 连接气路， 而且增加了信号处理的难度。 发明内容 0005 本发明针对现有桡动脉脉搏波检测技术存在的不足， 提供一种在维持被检测者处 于自然状态的同时， 实现桡动脉脉搏波快速、 准确的无创获取的桡动脉脉搏波检测装置， 以 解决桡动脉脉搏波检测过程。
11、中存在的检测点位置不易确定、 外部施加压力不易确定和检测 点位置容易变动的问题。 0006 本发明的桡动脉脉搏波检测装置采用以下技术方案 ： 0007 该桡动脉脉搏波检测装置包括底座、 滑动座、 齿座、 转臂、 传感器连接体和传感器 ； 滑动座安装在底座底部的滑轨上， 滑动座和底座上都设有支撑和固定腕部的支撑面 ； 齿座 固定在底座上部， 转臂通过转轴安装在齿座上， 转臂与齿座的结合面通过齿面啮合， 传感器 连接体以滑移方式安装在转臂上， 传感器安装在传感器连接体上。 检测时， 传感器输出端与 信号采集装置相连， 输出的信号通过计算机进行处理。 0008 滑动座和底座上设有的支撑面， 采用推拉。
12、式滑动调整两者位置， 构成可调整尺寸 的椭圆形支撑面。 0009 转臂呈 U 型， 其开口端的两内侧与齿座的两端面之间均设有转轴， 并且两内侧面 与齿座的两端面之间均为齿面啮合。 0010 传感器连接体上设有能够使传感器连接体在转臂上滑动的卡隼。 0011 传感器连接体可以只是一个安装传感器的连接件， 也可以在该传感器连接体内设 有能够调整传感器压力的压力调节机构。 该压力调节机构是由安装在连接体上的传动轴和 安装在连接体内的传动套组成的螺旋移动机构， 传动轴与传动套螺纹连接， 可在传动轴的 上端设有压力调节旋钮。 传感器安装在传动套的下端， 传感器的非感应面与传动套相连。 通 过转动传动轴带。
13、动传动套和固定在传动套上的传感器上下移动， 实现调节施加于桡动脉上 的压力。 0012 传感器采用压阻式压力传感器， 传感器的感应部分为直径8mm10mm有一定凸起 的圆弧面， 输出的信号中包含表征脉搏搏动情况的交流量和表征施加于检测部位外力大小 的直流量， 设置传感器中电桥电阻的阻值， 使输出的脉搏波波形稳定时输出的直流量刚好 为零或者处于零附近的一个很小的范围内， 以此直流量数值作为指示外加压力是否调节合 适的参考值。 0013 本发明将被检测者的腕部在自然倾斜的状态下垫起并固定， 使桡动脉充分暴露， 在维持被检测者处于自然状态的同时， 实现桡动脉脉搏波快速、 准确的无创检测， 解决桡动 。
14、脉脉搏波检测过程中存在的检测点位置不易确定、 外部施加压力不易确定和检测点位置容 易变动的问题。 附图说明 0014 图 1 是本发明实施例 1 的桡动脉脉搏波检测装置的结构示意图。 说 明 书 CN 101703394 B3/5 页 5 0015 图 2 是图 1 的右视图。 0016 图 3 是本发明的桡动脉脉搏波检测装置使用状态示意图。 0017 图 4 是本发明实施例 1 的桡动脉脉搏波检测装置检测左臂桡动脉的示意图。 0018 图 5 是本发明实施例 1 的桡动脉脉搏波检测装置检测右臂桡动脉的示意图。 0019 图 6 是本发明实施例 2 的桡动脉脉搏波检测装置的结构示意图。 002。
15、0 图 7 是图 6 的右视图。 0021 图 8 是实施例 2 中传感器连接体内的压力调节机构的示意图。 0022 图 9 是实施例 2 的桡动脉脉搏波检测装置检测左臂桡动脉的示意图。 0023 图 10 是实施例 2 的桡动脉脉搏波检测装置检测右臂桡动脉的示意图。 0024 其中 ： 1、 底座， 2、 齿座， 3、 转臂， 4、 传感器连接体， 5、 传感器， 6、 滑动座， 7、 滑轨， 8、 按钮， 9、 支承面， 10、 支承面， 11、 滑动卡隼， 12、 压力调节旋钮， 13、 外壳， 14、 传动轴， 15、 传动 套， 16、 传感器感应部分， 17、 腕部， 18、 左臂。
16、桡动脉， 19、 右臂桡动脉。 具体实施方式 0025 实施例 1 0026 本实施例桡动脉脉搏波检测装置的结构如图1所示， 包括底座1、 齿座2、 转臂3、 传 感器连接体 4 和传感器 5。底座 1 的下部设有滑轨 7， 滑轨 7 上安装有滑动座 6， 滑动座 6 可 在滑轨 7 上滑动， 以调节其位置。滑动座 6 上设有按钮 8， 以控制滑动座 6 在底座 1 上的滑 动和锁定滑动位置。按钮 8 的底面连接着一个齿面， 相应的滑轨 7 内侧也设有齿面， 按下按 钮 8， 两齿面分离， 滑动座 6 可在底座 1 上滑动， 松开按钮 8， 两齿面啮合， 滑动座 6 被锁定。 底座 1 上设有。
17、支撑面 10， 滑动座 6 上设有支撑面 9， 支撑面 9 和支撑面 10 构成椭圆形弧面， 贴合人体腕部曲线， 以支撑和固定人体腕部。通过移动滑动座 6 调节支撑面 9 和支撑面 10 之间的距离， 使支撑面 9 和 10 可以构成不同尺寸的椭圆形弧面， 从而保证被检测者的腕部 能够全部容纳在两个支承面内并可靠固定。底座 1 的底部到支撑面 9 和 10 顶部的高度能 够保证被检测者的腕部搭在支撑面 9 和 10 上时手部自然下垂。为了缓和被检测者的腕部 被支撑面 9 和 10 夹持固定时的不适感， 支撑面 9 和 10 最好采用弹性材料。通过这样的支 撑和固定结构， 使得手部自然下垂， 桡。
18、动脉充分暴露， 并且腕部得以有效固定， 不但有利于 波形稳定而且可以有效地减轻被检测者的疲劳感。 0027 转臂 3 通过齿座 2 安装在底座 1 的上部， 齿座 2 固定在底座 1 的上部， 转臂 3 呈 U 型， 其开口端的两个内侧面与齿座2的两个外侧面直接均设有转轴， 并且均为齿面啮合(参 见图 2)， 转臂 3 能够绕两侧转轴转动， 并且转动时以啮合的齿面定位， 以一定的步进角度转 动， 并自锁于任一步进角度。 0028 传感器连接体 4 的两侧设有滑动卡隼 11， 传感器连接体 4 通过两侧的滑动卡隼 11 安装在 U 型转臂 3 的两条直臂上， 传感器连接体 4 可在 U 型转臂 。
19、3 上滑动， 以调节其位置。 传感器 5 安装在传感器连接体 4 的内孔中。本实施例的传感器连接体 4 只是一个用来安装 传感器 5 的连接件。传感器 5 固定在传感器连接体 4 内， 传感器 5 的非感应面与传感器连 接体 4 内表面相连。传感器感应部分 16 与检测点接触的部分为突起的圆弧面， 便于实现传 感器 5 与检测部位的单点接触。 0029 本实施例桡动脉脉搏波检测装置的使用状态如图 3 所示。通过调节图 1 所示滑动 说 明 书 CN 101703394 B4/5 页 6 座 6 和传感器 5 在 A、 B、 C 三个方向上的移动量并可靠锁定， 实现左、 右臂桡动脉脉搏波的准 确。
20、检测， A 方向是滑动座 6 相对于底座 1 的滑动方向， B 方向是 U 型转臂 3 绕啮合齿面中心 轴的转动方向， C 方向是传感器连接体 4 在 U 型转臂 3 上的滑动方向。 0030 图4和图5给出了本实施例的桡动脉脉搏波检测装置用于检测左臂桡动脉和右臂 桡动脉的示意图。使用时， 将本实施例的桡动脉脉搏波检测装置放置在水平桌面上或检测 床的一侧， 被检测者坐于桌旁或平躺在检测床上， 其腕部 18 搭在支撑面 9 和支撑面 10 上。 首先， 按住按钮 8， 拖动滑动座 6 向底座 1 的支撑面 10 端滑动， 直到被检测者腕部 17 被支 撑面 9 和支撑面 10 夹紧不能自由活动，。
21、 松开按钮 8， 锁定滑动座 6。然后， 采用手指触摸的 方法找到所要检测右臂桡动脉 18 或左臂桡动脉 19 的搏动最强点。最后， 一手持 U 型转臂 3 的封闭端， 另一手按住滑动卡隼 11， 同时调节 U 型转臂 3 绕啮合齿面中心轴转动的步进角 度和传感器连接体 4 在 U 型转臂 3 上的滑动量， 直到传感器 5 的感应部分 16 垂直压到搏动 最强点的正上方。松开双手， U 型转臂 3 和传感器连接体 4 的位置自动锁定， 传感器 5 以一 定的力压在右臂桡动脉 18 或左臂桡动脉 19 上， 开始检测。通过以上步骤可以实现如图 4 所示的左臂桡动脉检测和图 5 所示的右臂桡动脉检。
22、测。图 4 所示的左臂桡动脉检测和图 5 所示的右臂桡动脉检测的操作步骤是相同的， 只需调整装置的放置方向。 0031 实施例 2 0032 如图 6 和图 7 所示， 本实施例的桡动脉脉搏波检测装置与实施例 1 相比， 用于固定 传感器 5 的传感器连接体 4 的结构不同， 本实施例中的传感器连接体 4 内设有压力调节机 构， 增加了传感器 5 在 D 方向上的移动。 0033 实验证实， 在桡脉搏波检测过程中对动脉施加不同的压力会得到不同的脉搏波波 形。 压力太小不能获得清晰的桡动脉压力波形， 压力太大波形会发生变形， 影响波形的真实 性， 当外加压力调节适当时得到的脉搏波波形是最佳波形，。
23、 此时的外加压力是最佳压力。 为 了得到最佳波形， 本实施例增加了能够调节外部施加压力的结构。 0034 图 8 给出了本实施例中传感器连接体 4 内的压力调节机构的结构， 该压力调节机 构是由安装在传感器连接体 4 上的传动轴 14 和安装在连接体 4 内的传动套 15 组成的螺旋 移动机构， 传动轴 14 与传动套 15 螺纹连接。 0035 传动轴 14 的上端设有压力调节旋钮 12， 转动压力调节旋钮 12， 传动套 15 可在外 壳 13 内上下移动。传感器 5 通过其非感应面连接在传动套 15 上。传感器连接体 4 的使用 状态如图9所示， 使用时， 转动压力调节旋钮12， 传动轴。
24、14转动使传动套15上下移动， 固定 在传动套15上的传感器5随之上下移动， 使传感器5接触检测部位， 上下转动传动轴14， 即 可调节传感器 5 施加检测部位的压力， 当压力调节合适时， 停止转动压力调节旋钮 12 使得 传感器 5 锁定在当前位置， 开始检测。检测完毕， 通过转动压力调节旋钮 12 到初始位置， 使 得传感器 5 全部缩进传感器连接体 4 内， 实现对传感器 5 的有效保护。 0036 传感器 5 与检测点接触的感应部分 17 为突起的圆弧面， 便于实现传感器 5 与检测 部位的单点接触。传感器 5 采用压阻式压力传感器， 输出的信号中包含表征脉搏搏动情况 的交流量和表征施。
25、加于检测部位外力大小的直流量， 设置传感器中电桥电阻的阻值， 保证 输出的脉搏波波形稳定时输出的直流量刚好为零或处于零附近的一个很小的范围内， 以标 定后直流量数值作为指示外加压力是否调节合适的参考值。 0037 本实施例通过调节图 6 所示传感器 5 在 A、 B、 C、 D 四个方向上的移动量并可靠锁 说 明 书 CN 101703394 B5/5 页 7 定实现左、 右臂桡动脉脉搏波的准确检测， D 向为传感器 5 的上下移动方向。 0038 图 9 和图 10 给出了本实施例的桡动脉脉搏波检测装置用于检测左臂桡动脉和右 臂桡动脉的示意图。在完成实施例 1 所述的操作步骤后， 按图 6 。
26、所示调节传感器 5 在 D 方 向上的移动量可以实现如图 9 所示左臂桡动脉检测和图 10 所示右臂桡动脉检测。 说 明 书 CN 101703394 B1/7 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 101703394 B2/7 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 101703394 B3/7 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 101703394 B4/7 页 11 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 101703394 B5/7 页 12 图 6 说 明 书 附 图 CN 101703394 B6/7 页 13 图 7 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 101703394 B7/7 页 14 图 10 说 明 书 附 图 。