一种脉搏波传播速率检测装置的制造方法
一种脉搏波传播速率检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及人体生理检测领域，尤其是涉及一种脉搏波传播速率检测装置。
【背景技术】
[0002] 脉搏波传输速度（Pulse Wave Velocity，简称PWV)是指脉搏波在动脉壁传播，由 一个特定位置（在时间传播至另一特定位置（在时间^的平均速率。PWV是一个用 来测量动脉弹性及可扩张性的指标，动脉硬度增高会使PWV数值上升，而动脉弹性减弱会 使PWV数值下降，所以通过测量PWV数值，我们可以估计动脉的弹性及可扩张性。PWV数值 还是一个极有用的非侵入性指标，使得动脉硬化症、高血压、高脂血症、糖尿病及肾病等多 种血管类疾病的早期发现及诊断成为可能。
[0003] 动脉硬化的检测越来越受到医学界的重视，其检测结果可以提醒患者自己动脉硬 化的状况，及时治疗或增加相应的锻炼，改变饮食结构。
[0004] 人体相应的信号带有很大的噪声，如何在带有严重噪声的信号中提取真实信号是 医疗检测仪器共同面临的问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在检测结果不够精确的缺陷而 提供一种使用方便、稳定性好的脉搏波传播速率检测装置。
[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] 一种脉搏波传播速率检测装置，包括心电图电极、脉动传感器、心电信号调理电 路、脉搏波信号调理电路、数据采集卡和含有虚拟仪器的上位机，所述心电图电极的输出端 连接心电信号调理电路的输入端，所述脉动传感器的输出端连接脉搏波信号调理电路的输 入端，所述心电信号调理电路的输出端和脉搏波信号调理电路的输出端均分别连接数据采 集卡的输入端，所述数据采集卡的输出端连接上位机的输入端。
[0008] 所述脉动传感器包括PVDF压电薄膜。
[0009] 所述心电信号调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高通 滤波电路和二级放大电路，所述一级差分放大电路的输入端连接心电图电极的输出端，所 述二级放大电路的输出端连接数据采集卡的输入端。
[0010] 所述脉搏波信号调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高 通滤波电路和二级放大电路，所述一级差分放大电路的输入端连接脉动传感器的输出端， 所述二级放大电路的输出端连接数据采集卡的输入端。
[0011] 所述一级差分放大电路包括AD620差分放大器。
[0012] 所述低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大电路均分别包括0PA2277芯片。
[0013] 所述数据采集卡为USB-6008数据采集卡。
[0014] 所述数据采集卡的输出端通过USB数据线连接上位机的USB接口。
[0015] 所述上位机连接有显示屏和打印机。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0017] 1)通过对心电信号和脉搏波信号调理、采集，再通过含有虚拟仪器的上位机进行 脉搏波传输速率的测量，成本低，检测速度快，稳定性高。
[0018] 2)选用PVDF压电薄膜作为脉搏传感器的敏感元件，提取的脉搏波信号更真实， 所测的人体脉搏波信号为毫伏级信号，同时心电信号和脉搏波信号需经过一级差分放大电 路、低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大电路的调理后再由数据采集卡进行AD转换， 且USB-6008数据采集卡是基于USB2. 0串行口的多功能数据采集卡，有8个模拟输入端子 可用于接收心电信号和脉搏波信号，从而可有效克服噪声的影响，提高PWV检测精度，检测 结果精确可靠。
[0019] 3)结构简单，操作简便，实用性强：由上位机接收数据采集卡传输的心电信号、脉 搏波信号，进行脉搏波分析处理和存储，并通过高分辨率显示屏和打印机，对测量的PWV结 果进行及时显示和打印。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型结构示意图；
[0021] 图2为本实用新型中脉搏波信号调理电路示意图。
[0022] 图中：1、心电图电极，2、脉动传感器，3、心电信号调理电路，4、脉搏波信号调理电 路，5、数据采集卡，6、上位机，7、显示屏，8、打印机，9、一级差分放大电路，10、低通滤波电 路，11、高通滤波电路，12、二级放大电路。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0024] 如图1所示，一种脉搏波传播速率检测装置包括心电图电极1、脉动传感器2、心电 信号调理电路3、脉搏波信号调理电路4、数据采集卡5和含有虚拟仪器的上位机6,心电图 电极1的输出端连接心电信号调理电路3的输入端，脉动传感器2的输出端连接脉搏波信 号调理电路4的输入端，心电信号调理电路3的输出端和脉搏波信号调理电路4的输出端 均分别连接数据采集卡5的输入端，数据采集卡5的输出端连接上位机6的输入端。上位 机6连接有用于显示和打印脉搏波测量结果的显示屏7和打印机8。
[0025] 其中，脉动传感器2包括PVDF压电薄膜，测量范围0~50g，精度误差彡5%F.S， 灵敏度多20mV/F.S，提取的脉搏波信号更真实，所测的人体脉搏波信号为毫伏级信号。
[0026] 心电信号调理电路3和脉搏波信号调理电路4均分别包括依次连接的一级差分放 大电路9、低通滤波电路10、高通滤波电路11和二级放大电路12，一级差分放大电路9的输 入端对应连接心电图电极1和脉动传感器2的输出端，二级放大电路12的输出端连接数据 采集卡5的输入端。图2为脉搏波信号调理电路4的示意图，一级差分放大电路9包括AD620 差分放大器及其周围电路（包括电阻Rl和电容C1、C2)。低通滤波电路10包括OPA2277芯 片及其周围电路（包括电阻R2、R3、R4、R5和电容C3)，高通滤波电路11包括OPA2277芯片 及其周围电路（包括电阻R6、R7、R8和电容C4、C5)，二级放大电路12包括OPA2277芯片及 其周围电路（包括电阻1?9、1?10、1?11、1?12和电容06、07)。其中，0?42277芯片是双运放电 路，U2A和U2B是同一个芯片中的不同部分。两个信号调理电路将心电图电极1、脉动传感 器2的采集信号通过差动放大器前置放大输出信号，提高信噪比，再通过低通滤波电路10 去除信号中的高频噪声，再通过高通滤波电路11去除信号中的直流分量，再通过二级放大 电路12得到满足AD采样条件的模拟信号。
[0027] 数据采集卡5为NI公司生产的USB-6008数据采集卡。该卡是基于USB2. 0串行 口的多功能数据采集卡，有8个模拟输入端子可用于接收心电信号和脉搏波信号，每路输 入范围为±10V，10Ks/s，12位分辨率。它将模拟信号转换成数字信号并通过USB数据线送 入上位机6的USB接口，进一步处理。
[0028] 上位机6是集成了基于虚拟仪器图像编程的LabVIEW软件平台的计算机，实现对 信号处理、分析、显示、存储、波形回放、信号平滑滤波、周期识别、基线调整、特征点识别等 功能，充分利用含有虚拟仪器的上位机6在信号测试和分析上的强大优势，使得检测装置 开发周期短、灵活高效。从单周期的心电信号和脉搏波信号的波形图中得到相应特征点的
PWV0
[0029] 工作原理：
[0030] 心电图电极1采集心电信号，脉动传感器2采集脉搏波信号（例如桡动脉的脉搏 波信号），并将相应采集到的信号发送给对应的信号调理电路，由心电信号调理电路3和脉 搏波信号调理电路4进行信号的放大、滤波、电位调整，再将调理后的信号发送给数据采集 卡5,数据采集卡5将模拟电压信号进行AD转换，再将AD转换后的信号发送给上位机6,上 位机6利用集成的虚拟仪器对心电信号、脉搏波信号进行处理和分析，并将处理分析后的 结果输出，高分辨率的液晶型显示屏7和打印机8打印的报告显示测量结果。
【主权项】
1. 一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，包括心电图电极、脉动传感器、心电信 号调理电路、脉搏波信号调理电路、数据采集卡和含有虚拟仪器的上位机，所述心电图电极 的输出端连接心电信号调理电路的输入端，所述脉动传感器的输出端连接脉搏波信号调理 电路的输入端，所述心电信号调理电路的输出端和脉搏波信号调理电路的输出端均分别连 接数据采集卡的输入端，所述数据采集卡的输出端连接上位机的输入端。2. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述脉动传感 器包括PVDF压电薄膜。3. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述心电信号 调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大电 路，所述一级差分放大电路的输入端连接心电图电极的输出端，所述二级放大电路的输出 端连接数据采集卡的输入端。4. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述脉搏波信 号调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大 电路，所述一级差分放大电路的输入端连接脉动传感器的输出端，所述二级放大电路的输 出端连接数据采集卡的输入端。5. 根据权利要求3或4所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述一级差 分放大电路包括AD620差分放大器。6. 根据权利要求3或4所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述低通滤 波电路、高通滤波电路和二级放大电路均分别包括0PA2277芯片。7. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述数据采集 卡为USB-6008数据采集卡。8. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述数据采集 卡的输出端通过USB数据线连接上位机的USB接口。9. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述上位机连 接有显示屏和打印机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种脉搏波传播速率检测装置，包括心电图电极、脉动传感器、心电信号调理电路、脉搏波信号调理电路、数据采集卡和含有虚拟仪器的上位机，所述心电图电极的输出端连接心电信号调理电路的输入端，所述脉动传感器的输出端连接脉搏波信号调理电路的输入端，所述心电信号调理电路的输出端和脉搏波信号调理电路的输出端均分别连接数据采集卡的输入端，所述数据采集卡的输出端连接上位机的输入端。与现有技术相比，本实用新型具有成本低、检测速度快、精度高、稳定性高等优点。
【IPC分类】A61B5/0285, A61B5/0265
【公开号】CN204698543
【申请号】CN201520239751
【发明人】黄祖良, 邓琛, 张琴舜, 费冬冬
【申请人】上海工程技术大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月20日
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及人体生理检测领域，尤其是涉及一种脉搏波传播速率检测装置。
【背景技术】
[0002] 脉搏波传输速度（Pulse Wave Velocity，简称PWV)是指脉搏波在动脉壁传播，由 一个特定位置（在时间传播至另一特定位置（在时间^的平均速率。PWV是一个用 来测量动脉弹性及可扩张性的指标，动脉硬度增高会使PWV数值上升，而动脉弹性减弱会 使PWV数值下降，所以通过测量PWV数值，我们可以估计动脉的弹性及可扩张性。PWV数值 还是一个极有用的非侵入性指标，使得动脉硬化症、高血压、高脂血症、糖尿病及肾病等多 种血管类疾病的早期发现及诊断成为可能。
[0003] 动脉硬化的检测越来越受到医学界的重视，其检测结果可以提醒患者自己动脉硬 化的状况，及时治疗或增加相应的锻炼，改变饮食结构。
[0004] 人体相应的信号带有很大的噪声，如何在带有严重噪声的信号中提取真实信号是 医疗检测仪器共同面临的问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在检测结果不够精确的缺陷而 提供一种使用方便、稳定性好的脉搏波传播速率检测装置。
[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] 一种脉搏波传播速率检测装置，包括心电图电极、脉动传感器、心电信号调理电 路、脉搏波信号调理电路、数据采集卡和含有虚拟仪器的上位机，所述心电图电极的输出端 连接心电信号调理电路的输入端，所述脉动传感器的输出端连接脉搏波信号调理电路的输 入端，所述心电信号调理电路的输出端和脉搏波信号调理电路的输出端均分别连接数据采 集卡的输入端，所述数据采集卡的输出端连接上位机的输入端。
[0008] 所述脉动传感器包括PVDF压电薄膜。
[0009] 所述心电信号调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高通 滤波电路和二级放大电路，所述一级差分放大电路的输入端连接心电图电极的输出端，所 述二级放大电路的输出端连接数据采集卡的输入端。
[0010] 所述脉搏波信号调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高 通滤波电路和二级放大电路，所述一级差分放大电路的输入端连接脉动传感器的输出端， 所述二级放大电路的输出端连接数据采集卡的输入端。
[0011] 所述一级差分放大电路包括AD620差分放大器。
[0012] 所述低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大电路均分别包括0PA2277芯片。
[0013] 所述数据采集卡为USB-6008数据采集卡。
[0014] 所述数据采集卡的输出端通过USB数据线连接上位机的USB接口。
[0015] 所述上位机连接有显示屏和打印机。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0017] 1)通过对心电信号和脉搏波信号调理、采集，再通过含有虚拟仪器的上位机进行 脉搏波传输速率的测量，成本低，检测速度快，稳定性高。
[0018] 2)选用PVDF压电薄膜作为脉搏传感器的敏感元件，提取的脉搏波信号更真实， 所测的人体脉搏波信号为毫伏级信号，同时心电信号和脉搏波信号需经过一级差分放大电 路、低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大电路的调理后再由数据采集卡进行AD转换， 且USB-6008数据采集卡是基于USB2. 0串行口的多功能数据采集卡，有8个模拟输入端子 可用于接收心电信号和脉搏波信号，从而可有效克服噪声的影响，提高PWV检测精度，检测 结果精确可靠。
[0019] 3)结构简单，操作简便，实用性强：由上位机接收数据采集卡传输的心电信号、脉 搏波信号，进行脉搏波分析处理和存储，并通过高分辨率显示屏和打印机，对测量的PWV结 果进行及时显示和打印。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型结构示意图；
[0021] 图2为本实用新型中脉搏波信号调理电路示意图。
[0022] 图中：1、心电图电极，2、脉动传感器，3、心电信号调理电路，4、脉搏波信号调理电 路，5、数据采集卡，6、上位机，7、显示屏，8、打印机，9、一级差分放大电路，10、低通滤波电 路，11、高通滤波电路，12、二级放大电路。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0024] 如图1所示，一种脉搏波传播速率检测装置包括心电图电极1、脉动传感器2、心电 信号调理电路3、脉搏波信号调理电路4、数据采集卡5和含有虚拟仪器的上位机6,心电图 电极1的输出端连接心电信号调理电路3的输入端，脉动传感器2的输出端连接脉搏波信 号调理电路4的输入端，心电信号调理电路3的输出端和脉搏波信号调理电路4的输出端 均分别连接数据采集卡5的输入端，数据采集卡5的输出端连接上位机6的输入端。上位 机6连接有用于显示和打印脉搏波测量结果的显示屏7和打印机8。
[0025] 其中，脉动传感器2包括PVDF压电薄膜，测量范围0~50g，精度误差彡5%F.S， 灵敏度多20mV/F.S，提取的脉搏波信号更真实，所测的人体脉搏波信号为毫伏级信号。
[0026] 心电信号调理电路3和脉搏波信号调理电路4均分别包括依次连接的一级差分放 大电路9、低通滤波电路10、高通滤波电路11和二级放大电路12，一级差分放大电路9的输 入端对应连接心电图电极1和脉动传感器2的输出端，二级放大电路12的输出端连接数据 采集卡5的输入端。图2为脉搏波信号调理电路4的示意图，一级差分放大电路9包括AD620 差分放大器及其周围电路（包括电阻Rl和电容C1、C2)。低通滤波电路10包括OPA2277芯 片及其周围电路（包括电阻R2、R3、R4、R5和电容C3)，高通滤波电路11包括OPA2277芯片 及其周围电路（包括电阻R6、R7、R8和电容C4、C5)，二级放大电路12包括OPA2277芯片及 其周围电路（包括电阻1?9、1?10、1?11、1?12和电容06、07)。其中，0?42277芯片是双运放电 路，U2A和U2B是同一个芯片中的不同部分。两个信号调理电路将心电图电极1、脉动传感 器2的采集信号通过差动放大器前置放大输出信号，提高信噪比，再通过低通滤波电路10 去除信号中的高频噪声，再通过高通滤波电路11去除信号中的直流分量，再通过二级放大 电路12得到满足AD采样条件的模拟信号。
[0027] 数据采集卡5为NI公司生产的USB-6008数据采集卡。该卡是基于USB2. 0串行 口的多功能数据采集卡，有8个模拟输入端子可用于接收心电信号和脉搏波信号，每路输 入范围为±10V，10Ks/s，12位分辨率。它将模拟信号转换成数字信号并通过USB数据线送 入上位机6的USB接口，进一步处理。
[0028] 上位机6是集成了基于虚拟仪器图像编程的LabVIEW软件平台的计算机，实现对 信号处理、分析、显示、存储、波形回放、信号平滑滤波、周期识别、基线调整、特征点识别等 功能，充分利用含有虚拟仪器的上位机6在信号测试和分析上的强大优势，使得检测装置 开发周期短、灵活高效。从单周期的心电信号和脉搏波信号的波形图中得到相应特征点的
PWV0
[0029] 工作原理：
[0030] 心电图电极1采集心电信号，脉动传感器2采集脉搏波信号（例如桡动脉的脉搏 波信号），并将相应采集到的信号发送给对应的信号调理电路，由心电信号调理电路3和脉 搏波信号调理电路4进行信号的放大、滤波、电位调整，再将调理后的信号发送给数据采集 卡5,数据采集卡5将模拟电压信号进行AD转换，再将AD转换后的信号发送给上位机6,上 位机6利用集成的虚拟仪器对心电信号、脉搏波信号进行处理和分析，并将处理分析后的 结果输出，高分辨率的液晶型显示屏7和打印机8打印的报告显示测量结果。
【主权项】
1. 一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，包括心电图电极、脉动传感器、心电信 号调理电路、脉搏波信号调理电路、数据采集卡和含有虚拟仪器的上位机，所述心电图电极 的输出端连接心电信号调理电路的输入端，所述脉动传感器的输出端连接脉搏波信号调理 电路的输入端，所述心电信号调理电路的输出端和脉搏波信号调理电路的输出端均分别连 接数据采集卡的输入端，所述数据采集卡的输出端连接上位机的输入端。2. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述脉动传感 器包括PVDF压电薄膜。3. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述心电信号 调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大电 路，所述一级差分放大电路的输入端连接心电图电极的输出端，所述二级放大电路的输出 端连接数据采集卡的输入端。4. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述脉搏波信 号调理电路包括依次连接的一级差分放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和二级放大 电路，所述一级差分放大电路的输入端连接脉动传感器的输出端，所述二级放大电路的输 出端连接数据采集卡的输入端。5. 根据权利要求3或4所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述一级差 分放大电路包括AD620差分放大器。6. 根据权利要求3或4所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述低通滤 波电路、高通滤波电路和二级放大电路均分别包括0PA2277芯片。7. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述数据采集 卡为USB-6008数据采集卡。8. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述数据采集 卡的输出端通过USB数据线连接上位机的USB接口。9. 根据权利要求1所述的一种脉搏波传播速率检测装置，其特征在于，所述上位机连 接有显示屏和打印机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种脉搏波传播速率检测装置，包括心电图电极、脉动传感器、心电信号调理电路、脉搏波信号调理电路、数据采集卡和含有虚拟仪器的上位机，所述心电图电极的输出端连接心电信号调理电路的输入端，所述脉动传感器的输出端连接脉搏波信号调理电路的输入端，所述心电信号调理电路的输出端和脉搏波信号调理电路的输出端均分别连接数据采集卡的输入端，所述数据采集卡的输出端连接上位机的输入端。与现有技术相比，本实用新型具有成本低、检测速度快、精度高、稳定性高等优点。
【IPC分类】A61B5/0285, A61B5/0265
【公开号】CN204698543
【申请号】CN201520239751
【发明人】黄祖良, 邓琛, 张琴舜, 费冬冬
【申请人】上海工程技术大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月20日
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