一种用于脉搏波波速的测量装置的制作方法

本技术涉及健康检测装置，尤其涉及一种用于脉搏波波速的测量装置。

背景技术：

1、当心脏收缩时血液被泵入动脉产生压力波，这个压力波沿着动脉管壁传播形成脉搏波。通过测量脉搏波在动脉中传播的距离和时间，可以计算出脉搏波波速(pulse wavevelocity，pwv)。脉搏波波速能够综合反映各种危险因素对血管的损伤，是评估动脉血管僵硬度的简捷、有效、经济的非侵入性指标。因此，脉搏波波速的测量对于了解动脉功能，预测与治疗高血压、动脉硬化等心血管疾病具有重要意义。

2、根据上述关于脉搏波波速的描述可知，脉搏波波速的测量需要在动脉上两个测量点位捕捉脉搏波信号，然后根据两个测量点位的脉搏波信号的时间差以及两个测量点位的间距，计算得到脉搏波波速。在医疗实践中，通常采用压力传感器、超声传感器或光电传感器等传感器装置放置在动脉表面，通过检测动脉壁的搏动来捕捉脉搏波信号。常见的测量点位组合包括颈动脉-股动脉、肱动脉-踝动脉、颈动脉-桡动脉以及肱动脉-胫后动脉等。例如，通常以颈动脉和股动脉之间的颈股脉搏波波速(cfpwv)作为衡量动脉硬化程度的金标准。

3、然而，通过上述测量点位组合测量脉搏波波速的方法均属于区域脉搏波波速测量方法，得到脉搏波波速为不同动脉内的脉搏波波速平均值。此类测量方法容易受到个体不同动脉间分离差异的影响以及受到不同动脉之间多次反射脉搏波的影响，又由于上述传感器装置容易受环境因素的干扰，从而导致测量结果的准确性和可靠性较差。另外，上述测量方法需要依赖专用的医疗设备，并且需要确定两个位于不用动脉上的测量点位，因此测量操作难度较大。

技术实现思路

1、本技术提供一种用于脉搏波波速的测量装置，用于改善测量结果的准确性和可靠性较差，测量操作难度较大的问题。

2、为达到上述目的，本技术提供了一种用于脉搏波波速的测量装置，该测量装置包括连接支架以及沿第一方向间隔设置在连接支架上的两个传感单元，传感单元包括安装结构、级联光纤结构和弹性结构。

3、安装结构设置有安装槽，安装槽在第三方向上的一侧具有槽开口；级联光纤结构包括依次相连的第一单模光纤、多模光纤和第二单模光纤，级联光纤结构沿第二方向贯穿安装槽，且多模光纤位于安装槽中；弹性结构包括填充部分和露出部分，填充部分填充在安装槽中，并包裹多模光纤，填充部分和露出部分在槽开口处相连，露出部分位于安装槽的外侧。

4、其中，第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。

5、在采用上述设计的测量装置中，传感单元基于级联光纤结构中多模光纤的形变和输出光信号的光功率之间的关系，实现对脉搏波的检测。如此设计，一方面能够在较大的压力区间内实现较好的线性压力响应，检测的灵敏度和准确性较好；另一方面受环境因素和电磁干扰的影响较小，检测结果可靠性和稳定性较好。再一方面对级联光纤结构的输出光信号采用光探测器进行光功率检测，具有结构简单、体积小以及成本低等优势。

6、在采用上述设计的测量装置中，传感单元还设置有与级联光纤结构配合的弹性结构，在检测时通过弹性结构与用户的皮肤接触。通过设置弹性结构，一方面可以实现对级联光纤结构的有效保护，保证级联光纤结构的可靠性；另一方面可以建立用户皮肤与级联光纤结构之间的连接通道，动脉的脉搏跳动会使弹性结构发生微变形，弹性结构会将该微变形传递至级联光纤结构的多模光纤上。相较于级联光纤结构直接与用户的皮肤接触，弹性结构在传导微变形的同时还可以放大该微变形的变形量，从而使得级联光纤结构对脉搏波的检测更为灵敏和准确。

7、再一方面，弹性结构有利于通过自身的弹性形变特性，带动级联光纤结构在发生微变形后及时恢复到初始状态，从而有利于级联光纤结构在对脉搏波的多次测量中，保持检测结果的准确性和可靠性。

8、另外，弹性结构的露出部分与用户的皮肤直接接触，接触更为舒适，从而可以提升使用体验。

9、在采用上述设计的测量装置中，两个传感单元间隔设置在连接支架上。如此设计，一方面可以通过连接支架将两个传感单元连接在一起，有利于实现测量装置的一体化设计，一体化的测量装置更有利于降低测量过程中的操作难度，例如能够同时确定两个测试点位。另一方面，可以应用于在单一动脉上进行脉搏波波速测量的场景，相较于区域脉搏波波速测量方法能够提高测量结果的准确性和可靠性。

10、在一些可能的实施方式中，两个传感单元分别为第一传感单元和第二传感单元，连接支架为能够调节第一传感单元和第二传感单元在第一方向上间距的可调支架结构。通过调节第一传感单元和第二传感单元的间距，能够匹配相同的两个测量点位在不同用户之间的间距差异，还能够匹配相同用户在不同的两个测量点位之间的间距差异，从而能够满足不同的测量要求，提高该测量装置的适用范围。

11、在一些可能的实施方式中，连接支架包括滑动杆、驱动块、驱动结构、第一传动杆和第二传动杆。

12、滑动杆沿第一方向延伸，第一传感单元与滑动杆固定相连，第二传感单元滑动设置在滑动杆上；驱动块位于第一传感单元和第二传感单元之间，驱动结构与驱动块相连，用于驱动驱动块沿第二方向移动。

13、第一传动杆的一端与第一传感单元绕第三方向可转动连接，另一端与驱动块绕第三方向可转动连接；第二传动杆的一端与第二传感单元绕第三方向可转动连接，另一端与驱动块绕第三方向可转动连接。

14、连接支架采用上述设计实现调节间距的功能，具有结构简单、容易实现、运动可靠性高以及成本低等优势。

15、在一些可能的实施方式中，驱动结构包括安装块和驱动杆，安装块与驱动块在第二方向上间隔设置；驱动杆沿第二方向延伸，绕第二方向可转动穿设在安装块上，并与驱动块螺纹配合。驱动结构采用上述设计实现带动驱动块沿第二方向移动的功能，具有结构简单、容易实现、运动可靠性高以及成本低等优势。

16、在一些可能的实施方式中，连接支架还包括第三传动杆和第四传动杆。

17、第三传动杆的一端与第一传感单元绕第三方向可转动连接，另一端与安装块绕第三方向可转动连接；第四传动杆的一端与第二传感单元绕第三方向可转动连接，另一端与安装块绕第三方向可转动连接。

18、连接支架通过增加第三传动杆和第四传动杆，可以提高第一传感单元和第二传感单元在间距调节运动过程中的稳定性和可靠性。

19、在一些可能的实施方式中，驱动杆在相对于安装块远离驱动块的部分包括旋转操作部。或者，驱动结构还包括驱动电机，驱动电机与驱动杆相连，用于带动驱动杆相对于安装块绕第二方向转动。

20、由此可以看出，驱动结构中的驱动杆既可以采用手动驱动的方式，也可以采用电动驱动的方式。也就是说，第一传感单元和第二传感单元的间距调节可以为手动调节，也可以为电动调节，设计较为灵活，能够适用不同的应用场景，例如通过电动调节间距实现自适应测量的场景。

21、在一些可能的实施方式中，连接支架包括滑动杆和驱动杆，滑动杆和驱动杆均沿第一方向延伸。

22、第一传感单元与滑动杆固定相连，第二传感单元滑动设置在滑动杆上；驱动杆绕第一方向可转动穿设在第一传感单元上，并与第二传感单元螺纹配合。

23、连接支架采用上述设计实现调节间距的功能，具有结构简单、容易实现、运动可靠性高以及成本低等优势。

24、在一些可能的实施方式中，驱动杆在相对于第一传感单元远离第二传感单元的部分包括旋转操作部；或者，连接支架还包括驱动电机，驱动电机与驱动杆相连，用于带动驱动杆相对于第一传感单元绕第一方向转动。

25、由此可以看出，驱动结构中的驱动杆既可以采用手动驱动的方式，也可以采用电动驱动的方式。也就是说，第一传感单元和第二传感单元的间距调节可以为手动调节，也可以为电动调节，设计较为灵活，能够适用不同的应用场景，例如通过电动调节间距实现自适应测量的场景。

26、在一些可能的实施方式中，在连接支架的作用下，第一传感单元和第二传感单元在第一方向上的间距可调范围为6mm至35mm。

27、当测量装置中的连接支架能够实现上述间距可调范围时，可以满足在桡动脉上进行脉搏波波速测量，并以寸部、关部和尺部中任意两者为两个测量点位的应用场景。

28、在一些可能的实施方式中，连接支架为固定支架结构，两个传感单元在第一方向上的间距固定。如此设计，有利于保证两个传感单元间距的一致性，并且有利于间距的标定。

29、在一些可能的实施方式中，两个传感单元在第一方向上的间距为6mm至35mm。当测量装置中的连接支架能够实现上述间距时，可以满足在桡动脉上进行脉搏波波速测量，并以寸部、关部和尺部中任意两者为两个测量点位的应用场景。

30、在一些可能的实施方式中，弹性结构的材料包括聚二甲基硅氧烷或有机硅胶。如此设计，可以使弹性结构具有较好的弹性性能，并且能够提高与用户皮肤接触时的舒适性，另外还具有容易加工成型、成本低等优势。

31、在一些可能的实施方式中，露出部分具有相对于槽开口外凸的传感接触面，传感接触面包括平滑过渡的弧形面。如此设计，能够进一步提高与用户皮肤接触时的舒适性，从而提升用户的使用体验。

32、在一些可能的实施方式中，传感单元还包括增敏结构，增敏结构设置在安装槽与槽开口相对的底面上，包括在第二方向上间隔设置的多个增敏凸起。通过设置增敏结构，可以通过多个增敏凸起在级联光纤结构的下方形成多个间隔设置的支撑点。在相同脉搏跳动的作用下，相较于不设置增敏结构，增敏结构形成的多个间隔设置的支撑点可以使级联光纤结构中的多模光纤产生更大的形变量，从而可以放大脉搏跳动引起微变形，提高相同脉搏跳动引起的光功率变化幅度，使得级联光纤结构对脉搏跳动的检测更为准确和灵敏，从而有利于提高对脉搏波检测的准确性和灵敏度。

33、在一些可能的实施方式中，增敏凸起在参考面中的截面形状为三角形、四边形、五边形或六边形；其中，参考面平行于第一方向和第三方向。由此可以看出，增敏结构可以采用多种形状不同的增敏凸起，设计灵活，能够适用不同的应用场景。

34、在一些可能的实施方式中，测量装置还包括减振结构，减振结构采用缓冲材料制成，设置在连接支架上且位于两个传感单元之间。如此设计，可以避免外部振动对传感单元产生影响，进而影响检测结果的准确性。

35、在一些可能的实施方式中，测量装置还包括束缚结构和减振结构，束缚结构与连接支架相连，用于将连接支架固定在人体上；减振结构采用缓冲材料制成，设置在束缚结构和连接支架之间。如此设计，可以避免外部振动通过束缚结构对传感单元产生影响，进而影响检测结果的准确性。

36、在一些可能的实施方式中，在安装槽中，多模光纤沿第二方向的延伸距离为5mm至15mm。当传感单元中的级联光纤结构采用上述长度的多模光纤时，可以满足不同用户常见脉压范围内对检测灵敏度的要求，在不同脉压条件下均可以实现较好的线性压力响应，从而能够适应不同的检测需求，提高该传感单元的适用范围。

37、在一些可能的实施方式中，测量装置用于在单一动脉上进行脉搏波波速测量，两个传感单元用于对单一动脉上的两个测量点位进行脉搏波检测；单一动脉为桡动脉、颈动脉或股动脉。相较于在不同动脉上进行脉搏波波速测量的区域脉搏波波速测量方法，在单一动脉上进行脉搏波波速测量的局部脉搏波波速测量方法测量误差相对较小，并且脉搏波的传播受反射脉搏波的影响要小得多，因此测量结果更为准确。

38、在一些可能的实施方式中，测量装置用于在桡动脉上进行脉搏波波速测量，且以桡动脉中寸部、关部和尺部中的任意两者作为两个传感单元的两个测量点位。

39、如此设计，一方面，由于脉搏在桡动脉的寸部、关部和尺部的跳动较为明显，因此在采用寸部、关部和尺部作为测量点位时，能够快速、准确地确定测量点位；极大的简化了脉搏波波速测量的操作过程，有利于降低操作难度和提高使用体验。并且明显的脉搏跳动能够更容易被传感单元检测到，有利于使传感单元产生信噪比较高的脉搏波信号，从而有利于提高脉搏波波速测量结果的准确性。

40、另一方面，中医理论认为，桡动脉中的寸部、关部和尺部分别对应人体中不同的脏腑器官，通过分析脉搏在寸部、关部和尺部的跳动状态，可以推断出相应脏腑器官的功能状态。因此，以桡动脉上的寸部、关部和尺部作为测量点位在中医临床中具有独特的优势，能够结合中医理论进行综合分析，提高诊断的准确性。

41、再一方面，由于桡动脉处于手腕位置，测量时将检测模组(连接支架和两个传感单元的统称)放置在手腕处即可，因此较为容易测量，且测量过程中不会对用户产生压迫感等不舒适的体验。又由于寸部、关部和尺部的长度较小，因此在采用寸部、关部和尺部作为测量点位时，有利于实现测量装置的一体化和小型化设计。一体化和小型化的测量装置有利于实现可穿戴设计，例如将其设计成佩戴手腕上的腕表样式或手环样式等。当测量装置采用可穿戴设计时，有利于对用户的脉搏波波速实现日常测量、长期测量。

42、在一些可能的实施方式中，测量装置还包括激光源、分光器、两个光探测器和处理装置。

43、激光源用于产生向分光器输出的光信号，分光器用于将光信号分光后输入至两个传感单元中的级联光纤结构，两个光探测器用于分别对两个级联光纤结构输出的光信号进行探测，处理装置被配置为根据两个光探测器的探测结果计算脉搏波波速。

44、测量装置采用上述设计，具有结构简单、成本低和可靠高等优势。并且激光源、分光器、光探测器和处理装置均能够实现集成化设计，从而有利于测量装置的小型化和一体化。

45、在一些可能的实施方式中，测量装置为智能可穿戴设备。智能可穿戴设备有利于用户对脉搏波波速的日常测量和长时间测量，从而方便用户的健康管理。