CN114224307B - 一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请适用于脉象成像技术领域，提供了一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统，其中，柔性传感阵列组件包括：接触层、柔性阵列传感层、第一电极层、第二电极层以及封装层，柔性阵列传感层包括多个独立的圆台结构压电单元，第一电极层设于接触层与柔性阵列传感层之间，第一电极层包括多个第一电极组，多个第一电极单元的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元的位置一一对应，第二电极层与柔性阵列传感层接触，第二电极层包括多个第二电极组，多个第二电极单元的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元的位置一一对应，解决了现有的脉搏成像装置存在脉搏监测误差大，造价昂贵，携带不方便的问题。

Description

一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统

技术领域

本申请属于脉象成像技术领域，尤其涉及一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统。

背景技术

随着社会的进步，工作强度的增加，高血压，高血脂，高血糖以及冠心病等一系列隐形但又突发的慢性病正在困扰着人们，在西医的诊疗中，需要通过一系列复杂繁琐的的抽血、化验、循环往复的检查来判断患者是否患上这类慢性疾病，并且由于西医诊断的即时性，仅能定性的判断患者在某一阶段是否有慢性病的特征。与西医不同，中医的诊断更注重判断患者是否处于亚健康状态。在中医诊断中，诊脉是一个关键步骤，往往通过手指的按压感知脉象，并进一步通过脉象判断人的具体生理情况，由于传统中医的对于脉象的诊断需要结合医师的行医经验，在现象学的基础上进行定性判断，无法实现定量标准化的客观结果，因此，脉搏的客观化成像是解决这些问题的关键。

然而，现有的脉搏成像装置存在脉搏监测误差大，造价昂贵，携带不方便的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统，能够解决现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差大，造价昂贵，携带不方便的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种柔性传感阵列组件，所述柔性传感阵列组件包括：

接触层；

柔性阵列传感层，包括多个独立的圆台结构压电单元；

第一电极层，设于所述接触层与所述柔性阵列传感层之间，所述第一电极层包括多个第一电极组，每个所述第一电极组包括多个依序串联的第一电极单元，多个所述第一电极单元的位置分别与多个独立的所述圆台结构压电单元的位置一一对应；

第二电极层，与所述柔性阵列传感层接触，所述第二电极层包括多个第二电极组，每个所述第二电极组包括多个依序串联的第二电极单元，多个所述第二电极单元的位置分别与多个独立的所述圆台结构压电单元的位置一一对应；

封装层，用于对所述柔性阵列传感层、所述第一电极层以及所述第二电极层进行封装；其中，所述第一电极层与所述第二电极层分别设置于所述柔性阵列传感层的上表面和下表面。

在一个实施例中，多个独立的所述圆台结构压电单元呈网格状排列。

在一个实施例中，所述第一电极组与所述第二电极组垂直设置。

在一个实施例中，所述圆台结构压电单元的上表面直径小于所述圆台结构压电单元的下表面直径，其中，所述上表面与所述下表面为同心圆。

在一个实施例中，所述圆台结构压电单元的侧面与所述圆台结构压电单元的下表面之间的倾角为30°-60°。

在一个实施例中，相邻的所述圆台结构压电单元的圆心之间的间隔为0.01-1cm。

在一个实施例中，所述圆台结构压电单元为聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、尼龙中的任意一种材料。

在一个实施例中，所述第一电极层和所述第二电极层材料为金、银、铜、铝中的至少一种。

本申请实施例的第二方面提供了一种柔性传感阵列组件的制造方法，所述柔性传感阵列组件的制造方法包括以下步骤：

配制压电聚合物溶液，并注入预制的圆台结构凹槽模板中固化后形成圆台结构压电单元；

对所述圆台结构压电单元进行电极化处理；

通过匀胶机制备封装层；

在所述封装层上通过离子溅射形成第二电极层；

将所述圆台结构压电单元的下表面涂覆一层导电银浆粘结至所述第二电极层；

在所述圆台结构压电单元的上表面形成第一电极层；

通过匀胶机制备接触层；

将所述接触层与所述圆台结构压电单元压力键合，获得所述柔性传感阵列组件。

本申请实施例的第三方面提供了一种脉象监测系统，所述脉象监测系统包括如上述任意一项所述的柔性传感阵列组件；以及，

时钟分频模块，用于生成时钟分频信号；

阵列扫描模块，用于接收所述时钟分频信号，并根据所述时钟分频信号生成选通信号，以检测所述柔性传感阵列组件中的每个检测模块的电荷变化情况，并生成对应的电荷检测信号；其中，所述每个检测模块包括设置于所述圆台结构压电单元上下表面的第一电极单元、第二电极单元；

信号放大模块，用于接收所述电荷检测信号，并对所述电荷检测信号进行放大处理，生成检测放大信号；

信号传输模块，用于接收所述检测放大信号，并将所述检测放大信号发送至上位机。

本申请实施例提供了一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统，其中，柔性传感阵列组件包括：接触层、柔性阵列传感层、第一电极层、第二电极层以及封装层，柔性阵列传感层，包括多个独立的圆台结构压电单元，第一电极层，设于接触层与柔性阵列传感层之间，第一电极层包括多个第一电极组，每个第一电极组包括多个依序串联的第一电极单元，多个第一电极单元的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元的位置一一对应，第二电极层，与柔性阵列传感层接触，第二电极层包括多个第二电极组，每个第二电极组包括多个依序串联的第二电极单元，多个第二电极单元的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元的位置一一对应，最后由封装层对柔性阵列传感层、第一电极层以及第二电极层进行封装，其中，第一电极层与第二电极层分别设置于柔性阵列传感层的上表面和下表面，解决了现有的脉搏成像装置存在脉搏监测误差大，造价昂贵，携带不方便的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种柔性传感阵列组件的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种第一电极层的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种第二电极层的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种圆台结构压电单元的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种柔性传感阵列组件制造方法的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种脉象监测系统的实现流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着社会的进步，工作强度的增加，高血压，高血脂，高血糖以及冠心病等一系列隐形但又突发的慢性病正在困扰着人们。

在现有技术中，需要通过一系列复杂繁琐的的抽血、化验、循环往复的检查来判断患者是否患上这类慢性疾病，并且由于西医诊断的即时性，仅能定性的判断患者在某一阶段是否有慢性病的特征。与西医不同，中医的诊断更注重判断患者是否处于亚健康状态。在中医诊断中，诊脉是一个关键步骤，往往通过手指的按压感知脉象，并进一步通过脉象判断人的具体生理情况。脉象的变化是由于人体血液的循环造成的，与心血管系统中的许多生理参数如血管通畅度，血管弹性度、心脏跳动周期紧密相关。但是这些生理信息并非与脉博跳动呈现简单的线性关系，即使是像心率这种极具周期性的信号也包括会各种突变，而对于这些非线性关联的信号，极有可能导致诊断产生误差。并且由于传统中医的对于脉象的诊断需要结合医师的行医经验，在现象学的基础上进行定性判断，无法实现定量标准化的客观结果。

综上所述，脉搏客观化具有重要意义，但是，目前市场上的诊疗仪存在测量误差大，且大多以压力传感器在一维的角度，线性化呈现脉搏变化，对于脉象的客观化作用有限，往往不具有便携性，价格昂贵的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种柔性传感阵列组件，参考图1所示，柔性传感阵列组件包括：接触层10、柔性阵列传感层30、第一电极层20、第二电极层40以及封装层50。

具体的，接触层10用于与测量部位接触，例如与手腕部接触，用于根据手腕部的脉搏跳动情况对柔性阵列传感层30产生对应的压力，具体的，接触层10可以受手腕部脉搏跳动的压力大小产生对应的形变，此时脉搏跳动压力大小会挤压接触层10，使得接触层10最先依据脉搏跳动的压力大小而发生形状改变，例如，手腕部脉搏跳动强度较大，则产生的压力较大，对接触层10的挤压也较大，接触层10因为受到挤压产生的形变也较大，相反，手腕部脉搏跳动强度较小，则产生的压力较小，对接触层10的挤压也较小，接触层10因为受到挤压产生的形变也较小。

进一步的，参考图1所示，柔性阵列传感层30包括多个独立的圆台结构压电单元31。

在本实施例中，多个独立的圆台结构压电单元31可以相互独立工作，相互之间不受影响，具体的，柔性阵列传感层30中的多个独立的圆台结构压电单元31的排列设置可以用矩阵A表示：

式中，A表示柔性阵列传感层30的矩阵，其中，i＝1,2,3,…,x，式中x表示矩阵A的总行数，m＝1,2,3,…,y，式中y表示矩阵A的总列数，即，a₁₁表示矩阵A的第一行第一列的圆台结构压电单元，a_im表示矩阵A的第i行第m列的圆台结构压电单元。

在本实施例中，参考图1所示，多个独立的圆台结构压电单元31可以相互独立工作，相互之间不受影响，例如，当将接触层10与测量部位接触，例如与手腕部接触时，接触层10因为脉搏跳动导致受到压力的挤压发生形变，当接触层10发生形变之后会带动柔性阵列传感层30发生形变，并且柔性阵列传感层30中的多个独立的圆台结构压电单元31都是独立工作的，例如，与圆台结构压电单元a₁₁接触的接触层10因为脉搏跳动发生形变，也只会引起圆台结构压电单元a₁₁发生形变，不会影响其他的圆台结构压电单元发生改变，这样可以刚准确的测量接触层10处手腕部的脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

进一步的，参考图1、图2所示，第一电极层20设于接触层10与柔性阵列传感层30之间，第一电极层20包括多个第一电极组21，每个第一电极组21包括多个依序串联的第一电极单元212，多个第一电极单元212的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应；第二电极层40与柔性阵列传感层30接触，第二电极层40包括多个第二电极组，每个第二电极组包括多个依序串联的第二电极单元，多个第二电极单元的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应。

在本实施例中，第一电极层20，包括多个第一电极组21，每个第一电极组21包括多个依序串联的第一电极单元212，多个第一电极单元212的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应，具体的，因为每一个电极单元分别与圆台结构压电单元一一对应，所以，第一电极层20中的多个第一电极单元212的排列设置可以用矩阵B表示：

式中，B表示第一电极层20的矩阵，其中，i＝1,2,3,…,x，式中x表示矩阵B的总行数，m＝1,2,3,…,y，式中y表示矩阵B的总列数，即，b₁₁表示矩阵B的第一行第一列的电极单元，b_im表示矩阵B的第i行第m列的电极单元。

在本实施例中，第一电极组21用矩阵b_i表示：

式中，b_i表示第一电极层20中第i个第一电极组的矩阵，其中，i＝1,2,3,…,x，式中x表示矩阵b_i的个数，m＝1,2,3,…,y，式中y表示第一电极组中电极单元的个数，即，b_i1表示第i个第一电极组第一列的电极单元，b_im表示第i个第一电极组第m列的电极单元。

在本实施例中，参考图1、图2所示，多个第一电极单元212的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应，并且每一个电极单元也是相互工作，多个第一电极单元212之间相互不影响，例如，当将接触层10与手腕部接触，接触层10因为脉搏跳动导致受到压力的挤压发生形变，当接触层10发生形变之后会带动柔性阵列传感层30发生形变，柔性阵列传感层30中的多个独立的圆台结构独立工作，当圆台结构压电单元a₁₁发生形变时，也只有第一电极层20中与圆台结构压电单元a₁₁一一对应的电极单元b₁₁工作，具体的，只会引起电极单元b₁₁发生电荷变化，不会影响其他的电极单元发生改变，这样电极单元可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在本实施例中，参考图1、图3所示，第二电极层40包括多个第二电极组41，每个第二电极组41包括多个依序串联的第二电极单元412，多个第一电极单元212的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应，具体的，因为每个电极单元分别与圆台结构压电单元31一一对应，所以，第二电极层40可以用矩阵C表示：

式中，C表示第二电极层40的矩阵，其中，i＝1,2,3,…,x，式中x表示矩阵C的总行数，m＝1,2,3,…,y，式中y表示矩阵C的总列数，即，c₁₁表示矩阵C的第一行第一列的电极单元，c_im表示矩阵C的第i行第m列的电极单元。

在本实施例中，第二电极组41用矩阵c_m表示：

式中，c_m表示第二电极层40中第m个第二电极组的矩阵，其中，m＝1,2,3,…,y，式中y表示矩阵c_m的个数，i＝1,2,3,…,x，式中x表示每个第二电极组中电极单元的个数，即，c_1m表示第m个第二电极组第一行的电极单元，c_im表示第m个第二电极组第i行的电极单元。

在本实施例中，参考图3所示，多个第二电极单元412的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应，并且每二个电极单元也是相互工作，多个第一电极单元212之间相互不影响，例如，当将接触层10与手腕部接触，接触层10因为脉搏跳动导致受到压力的挤压发生形变，当接触层10发生形变之后会带动柔性阵列传感层30发生形变，柔性阵列传感层30中的多个独立的圆台结构压电单元31独立工作，当圆台结构压电单元a₁₁发生形变时，也只有第二电极层40中与圆台结构压电单元a₁₁一一对应的电极单元c₁₁工作，具体的，只会引起电极单元c₁₁发生电荷变化，不会影响其他的电极单元发生改变，这样电极单元可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在本实施例中，参考图1、图2、图3所示，当将接触层10与手腕部接触，接触层10因为脉搏跳动导致受到压力的挤压发生形变，当接触层10发生形变之后会带动柔性阵列传感层30发生形变，柔性阵列传感层30中的多个独立的圆台结构独立工作，当圆台结构压电单元a₁₁发生形变时，会引起第一电极层20中与圆台结构压电单元a₁₁一一对应的电极单元b₁₁、第二电极层40中与圆台结构压电单元a₁₁一一对应的电极单元c₁₁工作，使得电极单元b₁₁、c₁₁因为圆台结构压电单元a₁₁的形变而产生相应的电荷变化，通过测量不同电极的电荷量的变化，可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

进一步的，参考图1所示，封装层50用于对柔性阵列传感层30、第一电极层20以及第二电极层40进行封装，其中，第一电极层20与第二电极层40分别设置于柔性阵列传感层30的上表面和下表面。

在本实施例中，参考图1、图2所示，对柔性阵列传感层30、第一电极层20以及第二电极层40进行封装，可以有效隔绝外界环境对柔性阵列传感层30、第一电极层20以及第二电极层40的干扰产生的影响，例如外界环境中温度、湿度的影响、外界环境中噪音的影响、外界振动产生的影响等等，进行封装不仅可以使得柔性传感阵列组件测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题，还可以延长柔性传感阵列组件的使用寿命，降低医疗器件的费用。

在本实施例中，第一电极层20与第二电极层40分别设置于柔性阵列传感层30的上表面和下表面，例如，第一电极层20可以设置在柔性阵列传感层30的上表面，第二电极层40设置在柔性阵列传感层30的下表面，也可以第二电极层40设置在柔性阵列传感层30的上表面，第一电极层20设置在柔性阵列传感层30的下表面，在柔性阵列传感层30的上表面和下表面设置两个电极层，可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，参考图1所示，多个第一电极单元212的行数与多个第二电极单元412的列数相同，例如，多个第一电极单元212共有五行则多个第二电极单元412共有五列，使得多个第一电极单元212的行数与多个第二电极单元412的列数相同，可以更好的一一对应检测柔性阵列传感层30中的多个独立的圆台结构压电单元31因为压力而产生的形变情况，使得检测多个第一电极单元212的电荷变化与多个第二电极单元412的电荷变化，便可以准确定位是哪个独立的圆台结构压电单元31发生了形变，进而确定脉搏的跳动情况，使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，多个第一电极单元212的电荷变化与多个独立的圆台结构压电单元31压力变化情况之间存在一个预设的映射表，根据多个独立的圆台结构压电单元31压力变化情况，多个第一电极单元212上的电荷做出相应的变化，例如，多个独立的圆台结构压电单元31压力变化数列表示为：f1、f2、f3、f4、f5，则多个第一电极单元212上的电荷变化数列表示为：e1、e2、e3、e4、e5，多个第一电极单元212可以依据多个独立的圆台结构压电单元31压力变化情况，做出相应的电荷变化，可以使得脉搏测量结果更加准确。

在一个实施例中，多个第二电极单元412的电荷变化与多个独立的圆台结构压电单元31压力变化情况之间存在一个预设的映射表，根据多个独立的圆台结构压电单元31压力变化情况，多个第二电极单元412上的电荷做出相应的变化，例如，多个独立的圆台结构压电单元31压力变化数列表示为：f1、f2、f3、f4、f5，则多个第二电极单元412上的电荷变化数列表示为：m1、m2、m3、m4、m5，多个第二电极单元412可以依据多个独立的圆台结构压电单元31压力变化情况，做出相应的电荷变化，可以准确的测量脉搏跳动情况。

在一个实施例中，接触层10的材料为聚二甲基硅氧烷，接触层10的厚度为10～50um，聚二甲基硅氧烷的化学状态二甲基硅油，外观由无色透明的挥发性液体至极高黏度的液体或硅胶，无味，透明度高，具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、具有导热性，透光性为透光率100％，二甲基硅油无毒无味，具有生理惰性、良好的化学稳定性，可在-50℃～200℃下长期使用，不易变形，可以有效地增加柔性传感阵列组件与人体脉搏检测处的接触面积，从而保证了在采集脉搏波的过程中不会因为人体血管的移动或者手部的抖动而导致采集，偏离测量位置，更加稳定客观地采集出脉搏数据，可以使得柔性传感阵列组件测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，封装层50的厚度可以为50～100um，可以有效隔绝外界环境对柔性阵列传感层30、第一电极层20以及第二电极层40的干扰产生的影响，例如外界环境中温度、湿度的影响、外界环境中噪音的影响、外界振动产生的影响等等，进行封装不仅可以使得柔性传感阵列组件测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题，还可以延长柔性传感阵列组件的使用寿命，降低医疗器件的费用。

在一个实施例中，第一电极层20与第二电极层40的厚度均为50um，使得第一电极层20与第二电极层40可以依据圆台结构压电单元31的形变情况，产生不同的电荷量变化，可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，参考图1所示，多个独立的圆台结构压电单元31呈网格状排列。

具体的，在本实施例中，多个独立的圆台结构压电单元31呈规则的网格状设置，使得当接触层10与手腕部接触时，圆台结构压电单元31可以准确的感知脉搏的跳动情况，跟根据受到的挤压情况，发生相应的形变，使得第一电极层20与第二电极层40及时的根据圆台结构压电单元31形变情况发生相应的电荷量变化，不同位置、不同数量的圆台结构压电单元31发生的形变情况不同，第一电极层20与第二电极层40发生的电荷量变化都是不一样的，则根据不同的电荷量变化不同，最终的检测结果也是不一样的，设置网格状的圆台结构压电单元31，可以使得脉搏测量结果更加准确。

在一个实施例中，参考图1所示，柔性阵列传感层30可以包含25个圆台结构压电单元31，25个圆台结构压电单元31呈五行五列排列。

在一个实施例中，柔性阵列传感层30可以包含36个圆台结构压电单元31，36个圆台结构压电单元31可以按照六行六列排列。

在一个实施例中，参考图1、图2、图3所示，第一电极组21与第二电极组41垂直设置。

具体的，第一电极组21包括多个依序串联的第一电极单元212，第二电极组41包括多个依序串联的第二电极单元412，因为第一电极组21与第二电极组41分别设置在柔性阵列传感层30的上下表面，当柔性阵列传感层30中的圆台结构压电单元31发生形变，第一电极组21与第二电极组41中的第一电极单元212与第二电极单元412产生电荷量的变化，并且每个电极单元的电荷量变化经过相应的电极组传递出去，例如，第一电极组b₁中的电极单元b₁₁上的电荷量发生变化，则经过第一电极组b₁传递出去，以此类推，第二电极组c₁中的电极单元c₁₁上的电荷量发生变化，则经过第二电极组c₁传递出去。将第一电极组21与第二电极组41垂直设置，可以减小测量误差，使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，参考图4所示，圆台结构压电单元31的上表面直径a小于圆台结构压电单元31的下表面直径b，其中，上表面与下表面为同心圆。

具体的，在本实施例中，当将接触层10与手腕部接触，接触层10因为脉搏跳动导致受到压力的挤压发生形变，当接触层10发生形变之后会带动柔性阵列传感层30中的圆台结构压电单元31发生形变，设置圆台结构压电单元31的上下表面直径b不一样，可以使得圆台结构压电单元31更好的发生形变，使得因为圆台结构压电单元31可以检测到脉搏更微弱的跳动，即使脉搏发生微弱的跳动，都可以使得圆台结构压电单元31产生形变，圆台结构压电单元31产生形变，第一电极层20与第二电极层40才能产生电荷量的变化，因此，设置圆台结构压电单元31上下表面直径不一样，可以更加精准的测量手腕部脉搏跳动情况，使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题，设置圆台结构压电单元31的上表面与下表面为同心圆，可以使得圆台结构压电单元31受力更加均匀，产生的形变也更加均匀，使得脉搏测量结果更加准确。

在一个实施例中，参考图4所示，圆台结构压电单元31的侧面与圆台结构压电单元31的下表面之间的倾角A为30°-60°。

具体的，圆台结构压电单元31的侧面与圆台结构压电单元31的下表面之间的倾角A决定了圆台结构压电单元31的形变程度，即圆台结构压电单元31的形变的难易程度，当设置圆台结构压电单元31的侧面与圆台结构压电单元31的下表面之间的倾角A过大或者过小，都会导致柔性阵列传感层30中的圆台结构压电单元31不易发生形变，不能及时感知微小脉搏的跳动，例如，当设置圆台结构压电单元31的侧面与圆台结构压电单元31的下表面为垂直状态时，当接触层10与手腕部接触，此时，脉搏跳动比较微弱，则圆台结构压电单元31产生的形变较小或者不发生形变，则第一电极单元212与第二电极单元412产生电荷量的变化较小，或者不发生电荷量的变化，则不能达到准确测量脉搏跳动的目的。

在本实施例中，参考图4所示，设置圆台结构压电单元31的侧面与圆台结构压电单元31的下表面之间的倾角A为30°-60°，使得因为圆台结构压电单元31可以检测到脉搏更微弱的跳动，即使脉搏发生微弱的跳动，都可以使得圆台结构压电单元31产生形变，圆台结构压电单元31产生形变，使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，参考图1所示，相邻的圆台结构压电单元31的圆心之间的间隔为0.01-1cm。

具体的，相邻的圆台结构压电单元31决定了圆台结构压电单元31的测量精度，相邻的圆台结构压电单元31的圆心距离大小可以决定脉搏的测量精度，例如，当相邻的圆台结构压电单元31圆心距离较远时，当接触层10与手腕部接触，此时，脉搏跳动比较微弱，由于相邻的圆台结构压电单元31圆心距离较远，则圆台结构压电单元31不能及时的感知脉搏的跳动情况，或者相邻的圆台结构压电单元31形变比较微弱，则第一电极单元212与第二电极单元412产生电荷量的变化较小，或者不发生电荷量的变化，则不能准确达到准确测量脉搏跳动的目的，设置相邻的圆台结构压电单元31的圆心之间的间隔为0.01-1cm，可以使得脉搏测量结果更加准确。

在一个实施例中，圆台结构压电单元31为聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、尼龙中的任意一种材料。

具体的，聚偏氟乙烯是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，采用聚偏氟乙烯材料制作圆台结构压电单元31，可以更好的感知脉动的跳动情况，使得测量结果更加准确，并且延长了柔性传感阵列组件的使用寿命。

在一个实施例中，第一电极层20和第二电极层40材料为金、银、铜、铝中的至少一种。

在一个实施例中，第一电极层20和第二电极层40材料均采用铝，铝电极层具有漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容量误差小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差等优点，当将接触层10与手腕部接触，接触层10因为脉搏跳动导致受到压力的挤压发生形变，进而柔性阵列传感层30发生形变，引起第一电极层20中与第二电极层40上的电荷量发生变化，使得第一电极层20中与第二电极层40可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

本申请实施例还提供了一种柔性传感阵列组件的制造方法，参考图5所示，柔性传感阵列组件的制造方法包括步骤S10、步骤S20、…、步骤S80。

在步骤S10中，配制压电聚合物溶液，并注入预制的圆台结构凹槽模板中固化后形成圆台结构压电单元31。

在本实施例中，参考图1至图5所示，配制压电聚合物溶液为聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、尼龙中的任意一种材料，经过高温熔化然后注入预制的圆台结构凹槽模板中固化后形成圆台结构压电单元31，其中，预制的圆台结构凹槽模板为圆心间距为0.1cm，按5×5横纵排列，圆台结构压电单元31的尺寸为圆台结构压电单元31的上表面直径a为0.05cm的圆形，圆台结构压电单元31下表面直径b为0.1cm的圆形，参考图1所示，圆台结构压电单元31的侧面与圆台结构压电单元31的下表面之间的倾角A为45°，可以使得因为圆台结构压电单元31可以检测到脉搏更微弱的跳动，即使脉搏发生微弱的跳动，都可以使得圆台结构压电单元31产生形变，圆台结构压电单元31产生形变，使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在步骤S20中，对圆台结构压电单元31进行电极化处理。

具体的，在本实施例中，通过直流高压的方法对圆台结构压电单元31进行电极化处理，经过极化的圆台结构压电单元31在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性，在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷，使得圆台结构压电单元31的形变可以通过电荷量变化传给第一电极层20和第二电极层40，使得第一电极层20中与第二电极层40可以精准的测量手腕部脉搏跳动情况，可以使得脉搏测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在步骤S30中，通过匀胶机制备封装层50。

具体的，在本实施例中，配制聚二甲基硅氧烷，通过匀胶机在有机玻璃上制成50～100um厚的封装层50，其中，聚二甲基硅氧烷为无色透明的挥发性液体至极高黏度的液体或硅胶，无味，透明度高，具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小等优点，通过匀胶机在高速旋转的有机玻璃上，滴注聚二甲基硅氧烷胶液，利用离心力使滴在有机玻璃上的胶液均匀地涂覆在有机玻璃上，制成50～100um厚的封装层50，使用匀胶机制备封装层50可以精准的设置封装层50的厚度，封装层50可以有效隔绝外界环境对柔性阵列传感层30、第一电极层20以及第二电极层40的干扰产生的影响，可以使得柔性传感阵列组件测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题，还可以延长柔性传感阵列组件的使用寿命，降低医疗器件的费用。

在步骤S40中，参考图3、图5所示，在封装层50上通过离子溅射形成第二电极层40。

具体的，在封装层50上通过离子溅射形成第二电极层40，溅射图形参考图2所示，其中，第二电极层40的厚度为50～200um，第二电极层40材料为金、银、铜、铝中的至少一种，其中离子溅射是通过在真空室内通入(0.1～1.0)×106Pa的惰性气体(例如氩)，使之在高压下放电，气体离子在强电场作用下轰击膜料制成的阴极靶，使表面的原子被溅射出来，沉积在基体上成膜，采用离子溅射的方法在形成第二电极层40，可以使得第二电极层40上电荷量变化更加准确，进而使得测量结果更加准确。

在一个实施例中，在多个独立的圆台结构压电单元31的下表面通过离子溅射形成第二电极层40，溅射图形参考图2所示，其中，第二电极层40的厚度为50～200um，第二电极层40材料为金、银、铜、铝中的至少一种。

在步骤S50中，将圆台结构压电单元31的下表面涂覆一层导电银浆粘结至第二电极层40。

具体的，使用导电银浆粘结圆台结构压电单元31与第二电极层40，可以使得圆台结构压电单元31与第二电极层40牢固的粘结在一起，使得柔性传感阵列组件的各部分更加牢固，还可以延长柔性传感阵列组件的使用寿命，降低医疗器件的费用，其中，导电银浆具有固化温度低，粘接强度极高、电性能稳定等优点，可以使得柔性传感阵列组件测量结果更加准确。

在步骤S60中，参考图1、图5所示，在圆台结构压电单元31的上表面形成第一电极层20。

具体的，在本实施例中，再次进行离子溅射，在圆台结构压电单元31上表面形成第一电极层20，溅射图形，参考图3所示，第一电极层20厚度为50～200um，第一电极层20材料为金、银、铜、铝中的至少一种。

在步骤S70中，通过匀胶机制备接触层10。

具体的，配制聚二甲基硅氧烷，通过匀胶机在平板玻璃上制成10～50um厚的接触层10，使用由聚二甲基硅氧烷材质制成的接触层10贴合在人体手腕脉搏检测处时，通过设置接触层10的厚度为10～50um，可以有效地增加柔性传感阵列组件与人体脉搏检测处的接触面积，从而保证了在采集脉搏波的过程中不会因为人体血管的移动或者手部的抖动而导致采集，偏离测量位置，更加稳定客观地采集出脉搏数据，可以使得柔性传感阵列组件测量结果更加准确，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

在一个实施例中，在多个独立的圆台结构压电单元31的上表面通过离子溅射形成第一电极层20，溅射图形参考图2所示，其中，第一电极层20的厚度为50～200um，第一电极层20材料为金、银、铜、铝中的至少一种。

在步骤S80中，将接触层10与圆台结构压电单元31压力键合，获得柔性传感阵列组件。

具体的，将制备好的接触层10与圆台结构压电单元31压力键合，使得柔性传感阵列组件成为一个整体，使得延长柔性传感阵列组件的使用寿命，并且使得柔性传感阵列组件方便携带，解决了现有的测量装置不方便携带的问题。

本申请实施例还提供了一种脉象监测系统，参考图6所示，脉象监测系统包括如上述任意一项所述的柔性传感阵列组件；以及，时钟分频模块60、阵列扫描模块70、信号放大模块90和信号传输模块100。

具体的，时钟分频模块60，用于生成时钟分频信号，阵列扫描模块70，阵列扫描模块，用于接收所述时钟分频信号，并根据所述时钟分频信号生成选通信号，以检测所述柔性传感阵列组件中的每个检测模块80的电荷变化情况，并生成对应的电荷检测信号；其中，所述每个检测模块80包括设置于所述圆台结构压电单元31上下表面的第一电极单元212、第二电极单元412，信号放大模块90，用于接收电荷检测信号，并对电荷检测信号进行放大处理，生成检测放大信号。

在本实施例中，时钟分频模块60通过设置特定的时钟频率(例如50HZ)，生成时钟分频信号，发送至阵列扫描模块70，阵列扫描模块70根据时钟分频信号生成选通信号，然后根据特定的时间频率对多个独立的圆台结构压电单元31，以检测所述柔性传感阵列组件中的每个检测模块80的电荷变化情况，并生成对应的电荷检测信号，当圆台结构压电单元31的压力发生变化后，第一电极层20、第二电极层40上的电极单元的电荷量会发生变化，具体的，根据特定频率依次扫描第一电极层20中多个第一电极组21上多个电极单元的电荷量，例如依次扫描第一个第一电极组21上多个电极单元的电荷量、第二个第一电极组21上多个电极单元的电荷量，依次类推，直到扫描完所有的第一电极组21上多个电极单元的电荷量，然后通过多个第一电极组21输出电荷量变化情况，同时依次扫描第二电极层40中多个电极单元的电荷量，然后通过多个第二电极组41输出电荷量变化情况，通过第一电极层20、第二电极层40中多个电极单元的电荷变化量，生成对应的电荷检测信号，通过依次扫描第一电极层20、第二电极层40上不同电极组的电极单元上的电荷量，可以准确测量脉搏跳动情况，有效的解决了现有的脉搏成像装置存在的脉搏监测误差的问题。

进一步的，信号放大模块90，用于接收电荷检测信号，并对电荷检测信号进行放大处理，生成检测放大信号，信号传输模块100，用于接收检测放大信号，并将检测放大信号发送至上位机110。

在本实施例中，信号放大模块90接收电荷检测信号，因为脉搏跳动引起的电荷量非常小，信号放大模块90在接收电荷检测信号后，通过放大器可以对电荷检测信号放大数十倍或者数百倍，生成检测放大信号，发送至信号传输模块100，信号传输模块100将检测放大信号发送至上位机110。

在本实施例中，阵列扫描模块70将传感阵列的压力变化情况转换成第一电极层20、第二电极层40的电荷变化情况，生成对应的电荷检测信号，信号放大模块90，接收电荷检测信号，并对电荷检测信号进行放大处理，生成检测放大信号，通过信号传输模块100传递给上位机110处理模块，并结果进行三维显示，最终得到客观的脉象三维图，能够将患者的脉像变化进行三维化显示，使医生可以更加直观，定量化的判断患者的生理信息，为脉象诊断提供了更加客观的参考数据。

本申请实施例提供了提供了一种柔性传感阵列组件、制造方法及脉象监测系统，其中，柔性传感阵列组件包括：接触层10、柔性阵列传感层30、第一电极层20、第二电极层40以及封装层50，柔性阵列传感层30，包括多个独立的圆台结构压电单元31，第一电极层20，设于接触层10与柔性阵列传感层30之间，第一电极层20包括多个第一电极组21，每个第一电极组21包括多个依序串联的第一电极单元212，多个第一电极单元212的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应，第二电极层40，与柔性阵列传感层30接触，第二电极层40包括多个第二电极组41，每个第二电极组41包括多个依序串联的第二电极单元412，多个第二电极单元412的位置分别与多个独立的圆台结构压电单元31的位置一一对应，最后由封装层50对柔性阵列传感层30、第一电极层20以及第二电极层40进行封装，其中，第一电极层20与第二电极层40分别设置于柔性阵列传感层30的上表面和下表面，解决了现有的脉搏成像装置存在脉搏监测误差大，造价昂贵，携带不方便的问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性传感阵列组件，其特征在于，所述柔性传感阵列组件包括：

接触层；

柔性阵列传感层，包括多个独立的圆台结构压电单元；且所述圆台结构压电单元的上表面直径小于所述圆台结构压电单元的下表面直径，所述圆台结构压电单元的侧面与所述圆台结构压电单元的下表面之间的倾角为30°-60°，相邻的所述圆台结构压电单元的圆心之间的间隔为0.01-1cm；其中，多个独立的所述圆台结构压电单元相互独立工作；

第一电极层，设于所述接触层与所述柔性阵列传感层之间，所述第一电极层包括多个第一电极组，每个所述第一电极组包括多个依序串联的第一电极单元，多个所述第一电极单元的位置分别与多个独立的所述圆台结构压电单元的位置一一对应；其中，多个所述第一电极单元相互独立工作；

第二电极层，与所述柔性阵列传感层接触，所述第二电极层包括多个第二电极组，每个所述第二电极组包括多个依序串联的第二电极单元，多个所述第二电极单元的位置分别与多个独立的所述圆台结构压电单元的位置一一对应；其中，多个所述第二电极单元相互独立工作；

封装层，用于对所述柔性阵列传感层、所述第一电极层以及所述第二电极层进行封装；其中，所述第一电极层与所述第二电极层分别设置于所述柔性阵列传感层的上表面和下表面；

通过测量对应的所述第一电极单元和所述第二电极单元的电荷变化，测量手腕部脉搏跳动情况；其中，多个所述第一电极单元的电荷变化与多个独立的所述圆台结构压电单元压力变化情况之间存在第一预设的映射表，多个所述第二电极单元的电荷变化与多个独立的所述圆台结构压电单元压力变化情况之间存在第二预设的映射表；

其中，所述圆台结构压电单元的上表面与所述第一电极层接触，所述圆台结构压电单元的下表面与所述第二电极层接触，所述第二电极层与所述封装层接触；其中，所述圆台结构压电单元的下表面与所述第二电极层之间粘结一层导电银浆。

2.如权利要求1所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，多个独立的所述圆台结构压电单元呈网格状排列。

3.如权利要求2所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，所述第一电极组与所述第二电极组垂直设置。

4.如权利要求1所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，所述圆台结构压电单元的上表面直径小于所述圆台结构压电单元的下表面直径，其中，所述上表面与所述下表面为同心圆。

5.如权利要求4所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，所述圆台结构压电单元的侧面与所述圆台结构压电单元的下表面之间的倾角为30°-60°。

6.如权利要求1至5任一项所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，相邻的所述圆台结构压电单元的圆心之间的间隔为0.01-1cm。

7.如权利要求1至5任一项所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，所述圆台结构压电单元为聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、尼龙中的任意一种材料。

8.如权利要求1所述的柔性传感阵列组件，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层材料为金、银、铜、铝中的至少一种。

9.一种柔性传感阵列组件的制造方法，其特征在于，所述柔性传感阵列组件的制造方法包括以下步骤：

配制压电聚合物溶液，并注入预制的圆台结构凹槽模板中固化后形成圆台结构压电单元；且所述圆台结构压电单元的上表面直径小于所述圆台结构压电单元的下表面直径，所述圆台结构压电单元的侧面与所述圆台结构压电单元的下表面之间的倾角为30°-60°，相邻的所述圆台结构压电单元的圆心之间的间隔为0.01-1cm；其中，多个独立的所述圆台结构压电单元相互独立工作；

对所述圆台结构压电单元进行电极化处理；

通过匀胶机制备封装层；

在所述封装层上通过离子溅射形成第二电极层；其中，多个所述第二电极单元相互独立工作；

将所述圆台结构压电单元的下表面涂覆一层导电银浆粘结至所述第二电极层；

在所述圆台结构压电单元的上表面形成第一电极层；其中，多个所述第一电极单元相互独立工作；

通过匀胶机制备接触层；

将所述接触层与所述圆台结构压电单元压力键合，获得所述柔性传感阵列组件；通过测量对应的所述第一电极单元和所述第二电极单元的电荷变化，测量手腕部脉搏跳动情况；其中，多个所述第一电极单元的电荷变化与多个独立的所述圆台结构压电单元压力变化情况之间存在第一预设的映射表，多个所述第二电极单元的电荷变化与多个独立的所述圆台结构压电单元压力变化情况之间存在第二预设的映射表；

其中，所述圆台结构压电单元的上表面与所述第一电极层接触，所述圆台结构压电单元的下表面与所述第二电极层接触，所述第二电极层与所述封装层接触；其中，所述圆台结构压电单元的下表面与所述第二电极层之间粘结一层导电银浆。

10.一种脉象监测系统，其特征在于，所述脉象监测系统包括如权利要求1-8任一项所述的柔性传感阵列组件；以及，

时钟分频模块，用于生成时钟分频信号；

阵列扫描模块，用于接收所述时钟分频信号，并根据所述时钟分频信号生成选通信号，以检测所述柔性传感阵列组件中的每个检测模块的电荷变化情况，并生成对应的电荷检测信号；其中，所述每个检测模块包括设置于所述圆台结构压电单元上下表面的第一电极单元、第二电极单元；

信号放大模块，用于接收所述电荷检测信号，并对所述电荷检测信号进行放大处理，生成检测放大信号；

信号传输模块，用于接收所述检测放大信号，并将所述检测放大信号发送至上位机。

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