CN114631793A - 一种植入式血压测量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种植入式血压测量计，包括基底、围堰、压力感应元件、电路基板、柔性盖板和包裹层；基底用于承载围堰、压力感应元件、电路基板和柔性盖板；围堰和柔性盖板用于封装压力感应元件和电路基板；压力感应元件用于采集血压信息，与电路基板电连接；电路基板包括RFID电路元件、供电电路元件和存储器，所述包裹层覆盖基底、围堰和柔性盖板。本发明的血压测量计，以植入的方式置于人体中，对被测对象进行实时连续监测，通过无线射频方式实现电能供应和数据无线传输，最终由外部终端设备对数据进行分析处理得到血压值，此外本发明的血压值直接从体内测得，测量精度高。

Description

一种植入式血压测量计

技术领域

本发明涉及生理参数测量仪器技术领域，具体涉及一种植入式血压测量计。

背景技术

血压是反应人体健康状况的一个重要指标，血压监测在临床医学上有重要的应用价值。传统血压检测手段主要包括水银柱式血压计、气压血压计和电子血压计等，如果要精准测量，通常采用水银柱式血压计，但是应用过程中存在水银泄露，有害健康；气压血压计和电子血压计存在检测不准确等问题，一般作为家庭使用的粗略参考，很大程度上制约着临床应用的效果。

随着科技的发展，体积更小、测量精度更高的血压测量计越来越受到人们的关注。其中植入式的血压传感器经常需要电能实时供应才能工作，电量一旦耗尽，就需要取出，因此极大地限制了其应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种植入式血压测量计，采用的技术方案为：

一种植入式血压测量计，包括基底、围堰、压力感应元件、电路基板、柔性盖板和包裹层；所述基底用于承载围堰、压力感应元件、电路基板和柔性盖板；所述围堰和柔性盖板用于封装压力感应元件和电路基板；所述压力感应元件用于采集血压信息，与电路基板电连接；所述电路基板包括RFID电路元件、供电电路元件和存储器，所述包裹层覆盖基底、围堰和柔性盖板。

进一步地，RFID电路元件用于射频信号的收发，包括控制器、RF收发器、RF整流器和天线。

优选地，压力感应元件为碳基压阻式薄膜传感器或电容式传感器。

优选地，围堰的高度不高于压力感应元件。

优选地，基底的厚度小于0.1mm，柔性盖板的厚度为0.01mm-0.1mm。

优选地，包裹层由生物相容性合金和/或聚合物制成，厚度为0.01mm-0.02mm。

进一步地，电路基板还包括超级电容，用于存储电能。

进一步地，电路基板还包括加密电路元件，分别与RF收发器和存储器电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的血压测量计，以植入的方式置于人体中，对被测对象进行实时连续监测，通过无线射频方式实现电能供应和数据无线传输，最终由外部终端设备对数据进行分析处理得到血压值，此外本发明的血压值直接从体内测得，测量精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2，对本发明的实施方式和具体实施过程作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种植入式血压测量计，如图1所示，包括基底1、围堰2、压力感应元件3、电路基板4、柔性盖板5和包裹层6；基底1用于承载围堰2、压力感应元件3、电路基板4和柔性盖板5；围堰2和柔性盖板5用于封装压力感应元件3和电路基板4；压力感应元件3用于采集血压信息，与电路基板4电连接；电路基板4包括RFID电路元件、供电电路元件和存储器，RFID电路元件用于射频信号的收发，包括控制器、RF收发器、RF整流器和天线，其工作原理如图2所示；包裹层6覆盖基底1、围堰2和柔性盖板5。

基底1为玻璃、陶瓷或惰性金属制成，厚度小于0.1mm，压力感应元件为碳基压阻式薄膜传感器或电容式传感器，碳基材料可以是石墨烯、聚丙烯腈基碳纤维、碳纳米管、碳纳米纤维等。柔性盖板的厚度为0.01mm-0.1mm，本领域技术人员可以根据实际需要对厚度进行设置，本发明对此不作具体限定，柔性盖板可以保护压力感应元件和电路基板不受到破坏的同时满足可弯曲的柔性形变能力，且起到阻隔水氧的作用。包裹层6由生物相容性合金和/或聚合物制成，厚度为0.01mm-0.02mm，具体地可以为硅树脂、聚对二甲苯-C、聚对二甲苯-D、聚酰亚胺和/或薄金属，包裹层6可以有效避免血压测量计被植入到人体时引起的排异反应。

需要注意的是，在发明中围堰2的高度不高于压力感应元件3，围堰2为硬质的生物兼容性材料，围堰2高度低于压力感应元件3高度，避免了柔性盖板5将压力传递到围堰2上抵消部分压力（围堰2的高度高于压力感应元件3，围堰2将起到支撑的作用），此种设置方式提高了测量精度。压力感应元件3和电路基板4可采用传统的半导体加工设备通过溅射、蒸发、光刻、刻蚀等工艺方法制备，还可通过在基底1上采用MEMS工艺形成MEMS器件，如超级电容和天线，通过制造可布线的金属层使得压力感应元件3和电路基板4以及其它各元件电连接。可布线的金属层选用柔韧性较好、生物兼容性较高的材料，如金、银、镁、钼等金属材料，其形态可以为蛇形、弧形以及任意形状的弯曲图形，这样更加有利于基底的延展性同时保持其电学稳定性。

具体地，对于电路基板4，供电电路用于对血压测量计提供稳定的工作电压，存储器用于存储压力感应元件3获取的血压信息以及被测对象的身份信息，超级电容用于存储电能。控制器用于控制压力感应元件3的采样频率，RF收发器用于将存储在存储器中的待发送血压数据和个人身份信息进行编码、调制，生成射频信号，通过天线发射射频信号，射频信号穿透皮下组织传递给外部终端设备，调制方式可以为双向频移键控或双向移相键控等，外部终端设备接收到射频信号后进行解调分析处理，得到被测对象的血压值。

在一些实施例中，电路基板还包括加密电路元件，分别与RF收发器和存储器电连接，加密电路可以对存储在存储器中待发送的血压数据以及被测对象的身份信息进行加密，外部终端设备接收到经过加密的血压数据或身份信息进行解密处理。

外部终端设备包括无线通信模块、模数转换电路、放大电路、滤波电路和微处理器。无线通信模块用于向植入的血压测量计发送血压采集请求信号或接收来自血压测量计输出的数据，模数转换电路将压力感应元件3采集的模拟信号转换为数字信号，放大电路对信号进行放大，经过滤波电路进行除噪，微处理器对经过滤波电路的血压数据进行分析处理得到被测对象的实时血压值。此外，外部终端设备具有解密模块，用于对接收的加密血压数据和身份信息进行解密，经过解密后对数据进行后续处理。

进一步地，天线还用于接收来自外部终端设备发送的无线供电信号，利用电磁反向散射耦合原理获取能量，并输送给RF整流器，RF整流器将无线供电信号放大转化成电能后输送给供电电路，以向压力感应元件3和电路基板4提供电能。

供电电路用于接收来自RF整流器转换的电能，在经过升压或稳压等处理，实现为各元件供电的功能，部分电能可用于给超级电容充电。超级电容用于储存通过无线供电信号转换成的能量，可以采用MEMS工艺制造，以满足大容量、高可靠、无升温等需求。

供电过程具体为，通过捕获外部终端设备发送的无线供电信号将其转换为直流电压从而给系统内其他电路或模块供电。外界收集到的微弱的无线供电信号首先需要通过RF整流器以逐级放大累加的方式将信号放大并转换成电能，再通过升压将电能提升，达到驱动电路的额定电压值，之后经过稳压，输出稳定的直流电压，供给植入式血压测量计的各电子元器件，还可以将一部分电能储存至超级电容，用做备用电压源。

在一些实施例中，外部终端设备具有报警模块，在监测到被测对象的血压值超出预设警戒值时发出预警提示。外部终端设备可以是可穿戴设备，如手表、腕带等，也可以是不可穿戴设备如智能电话、智能电话附加组件、床边设备等，外部终端设备可以由被监护人使用或控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种植入式血压测量计，其特征在于，包括基底、围堰、压力感应元件、电路基板、柔性盖板和包裹层；所述基底用于承载围堰、压力感应元件、电路基板和柔性盖板；所述围堰和柔性盖板用于封装压力感应元件和电路基板；所述压力感应元件用于采集血压信息，与电路基板电连接；所述电路基板包括RFID电路元件、供电电路元件和存储器，所述包裹层覆盖基底、围堰和柔性盖板。

2.根据权利要求1所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述RFID电路元件用于射频信号的收发，包括控制器、RF收发器、RF整流器和天线。

3.根据权利要求1所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述压力感应元件为碳基压阻式薄膜传感器或电容式传感器。

4.根据权利要求1所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述围堰的高度不高于压力感应元件。

5.根据权利要求1所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述基底的厚度小于0.1mm，所述柔性盖板的厚度为0.01mm-0.1mm。

6.根据权利要求1所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述包裹层由生物相容性合金和/或聚合物制成，厚度为0.01mm-0.02mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述电路基板还包括超级电容，用于存储电能。

8.根据权利要求7所述的一种植入式血压测量计，其特征在于，所述电路基板还包括加密电路元件，分别与RF收发器和存储器电连接。

Images