對血壓一類的流體壓力進行測量的裝置和方法

專利名稱：對血壓一類的流體壓力進行測量的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及流體壓力的測量，該流體在泵的驅動下流過一個包含在柔性環境中的柔性的管道，所述流體壓力如血壓。
血液從心臟流過動脈、毛細血管和靜脈進行循環，并流回心臟進行再循環。當心臟收縮時血液流出心臟，此時測得血液壓力較高(收縮壓)，例如在正常范圍內大約在120毫米汞柱，而當心臟舒張時血液壓力較低(舒張壓)，正常范圍內約為80毫米汞柱。血壓測量是十分重要的，例如高血壓可預示如腎病或毒血癥之類的問題，而低血壓可能預示休克。
通常用血壓計來測量血壓，所述血壓計具有一個可膨漲的袖袋，該袖袋連接到一個測量裝置上，所述測量裝置通常為一種裝有汞的透明管子。將該袖袋套在手臂上并使其膨漲到它能壓迫動脈致使血流停止，這樣就造成該動脈血流的暫時中斷，同時使管子中的汞柱升高。當該袖袋緩慢放氣時，管子中的汞柱降低。操作者用聽診器可聽取到血液流動的開始時刻，此時表明袖袋中的壓力剛剛低于動脈中的壓力。在這一點記錄下汞柱的高度。進一步使袖袋緩慢放氣，直到脈搏聲音消失，血液流動更為穩定。此時讀出舒張壓值。這種裝置用起來不是很舒服，并只限于讀出最大和最小壓力，而不能讀出連續壓力，并且測量很費時。另外，可用袖袋裝置進行血壓測量的位置限于那些能被該袖袋環包的手臂區域。此外，所述袖袋對被試者的生理條件較敏感，需要準備不同尺寸的袖袋來適應中等的、細的和粗的手臂，還要適應手臂與被試者身體的相對位置的變化。
收縮壓和舒張壓代表著連續變化的壓力曲線上的一些相近似的點。
能精確測得連續的完整血壓的兩種方法，一種是用外科手段向動脈插入傳感器，一種是用多普勒(聲音)來測量血液流過某一特定點時的一系列回波。
外科過程是有創的，并伴隨著包括麻醉和感染在內的所有不良的外科風險。多普勒裝置可以說是與外科插入式壓力傳感器具有相同的測量精度，但多普勒裝置需要較大型的支持設備來接收、分析、記錄和報告所獲得的數據，因此受到限制。外科插入式傳感器的有效期一般為幾個月，并且是不能重復使用的。多普勒裝置需要使用耦合劑以達到最佳功能。
在心臟組織中，在一些特殊的細胞簇中不斷產生電荷，類似于在一個Van de graaf發電機中的電荷積聚一樣，這些電荷在每個細胞簇中積累成一定電勢。當所存貯的電荷超過每個細胞簇的存貯能力時，所述這些細胞簇將同時放電(理想狀態下)，導致心肌收縮。當心臟收縮時，心臟所積累的液體(即在心臟腔室中的血液)將被強迫流過一柔性管道(即動脈)并流過動脈的管線和毛細血管，最后通過靜脈系統返回心臟的腔室。
這個過程從機械上講類似于市政供水中使水循環的活塞式泵系統，而不同于旋轉式循環泵。
心電圖可測量心臟中電荷的積累和放電，但不能測量到血壓。
在每一次收縮時，心肌都會對血液產生壓力，血液被迫流入包含在其它組織中的動脈系統的封閉環境中，因此形成流體對動脈管壁的壓力，在沿著所述動脈管道的每一個位置上都產生了一種包容力。
壓電現象是某些非中心對稱的晶體所呈現出的一種機械應力和電壓之間的可轉換的關系。例如，當向如石英之類壓電晶體施加壓力時，在晶體的相對的兩個表面上分別出現正電荷和負電荷。用拉力代替壓力將改變電荷的符號。壓電系統之所以能被用做傳感器，是因為它們對微小的壓力變化都是十分敏感，并具有容易放大顯示的電輸出。
血壓基本上為包容在柔性環境中的一個柔性管道中的變化的壓力，在該管道中流體在該變化壓力的作用下流過該管道。由于壓電晶體響應于機械應力，因此，有人曾償試用它來對血壓進行無創測量。第4269193號美國專利公開了這樣一種裝置。然而其必須先要用氣體或空氣來對動脈施加擠壓力，并且傳感器必須能檢測出施加到動脈上的所述擠壓力。其傳感器陣使用了獨立的矩形硅芯片，這些芯片制造和使用起來十分困難，并且十分昂貴。另外，已經證實該裝置并不令人滿意。
第5033471號美國專利公開了一種測量血壓的方法，不用單獨的袖袋，而是建議用壓電傳感器來檢測脈波。但該方法仍需要一個用于施加壓力的泵。
除晶體以外的其它材料有的也具有壓電特性，或能夠被處理成具有壓電特性。第4578613號美國專利公開了一種電聲裝置，該裝置具有兩片薄片，該兩片薄片沿著一曲面以正交方向延伸。所述薄片已經被永久地處理成在某一曲面上具有定向的壓電作用。第二個薄片測量正交方向上的應變。一種推薦的用法是對聲學信號進行放大。該裝置中所述的壓電材料為過拉伸的預充電聚合薄膜。
第4737676號美國專利公開了一種用于在中空體內測量機械量的壓電換能器，該換能器在溫度超過80℃時也可使用。80℃對許多壓電聚合材料來講是一個限制其壓電效應的溫度。支撐所述薄膜的金屬部分的材料是柔性的，并形成一個換能器。
第4833659號美國專利公開了一種用固體材料置于壓電薄膜之間以對信號進行衰減的聲納系統，該文已被本文引為參考。
第4782469號和第5159228號美國專利公開了一種用于超聲檢測的壓電傳感器，該傳感器被設計成能耐受沖擊波。
市場上有這樣的需求需要一種適當的壓電傳感器和裝置，其結構緊湊、可重復使用，并可以從外部測量柔性管道中的動態壓力，該柔性管道處于柔性環境中，例如動脈。所述傳感器和裝置應能夠在不同場所使用，并且在人體和動物醫學實踐中能夠直接且連續地監測動脈壓力，所述傳感器和裝置的造價應不高。
市場上還有這樣的需求需要一種具有至少與插入式傳感器及多普勒儀器相同測量能力的結構緊湊的裝置，該裝置能夠在沿動脈管道系統的每一點上測量壓力，并能夠將測量結果處理成定量的數據。
在由國防部的先進研究項目機構(ARPA)和其它機構于1993年5月提交的小規模商業改進研究(SBR)計劃請求書的第19頁的“國防技術轉化、再投入及過渡設施(DEFENSE TECHNOLOGY CONVERSION,REINESTMENT,AND TRANSIYION ASSISTANCE)”一文中說明了本領域對具有上述能力的血壓測量儀器的需求但又缺乏的狀態，該計劃的目標為改進傳感器技術和信息技術以促進對創傷病例的監護。特別強調(1)無創測量，(2)便攜式實驗室測量，和(3)醫學成像儀器。
說明有這樣一種需求，即需要及時的醫學信息來支持在損傷現場/戰場做出決定，以計劃和管理總體的搶救反應。如果搶救處理的時間被推遲一個小時以上，則幸存率將急劇下降。還有一種需求，即需要對生死悠關的生命征兆和身體化學指標進行無創測量，這種測量應能夠連續獲得信息，甚至能在損傷或發病之前測得信息，并能夠傳輸這種信息。以及，還有一種需求，需要一種先進的、可移動的、低能耗的醫學成像儀器，能提供給野外/偏僻地區使用。
本發明的傳感器具有一個不導電的柔性薄膜，夾在兩個柔性金屬層之間(一層用做正端，一層用做負端)。一個金屬層與正輸出端聯接，另一個金屬層與負輸出端連接。中性的不導電殼體環繞在所述夾層物的周圍并在所述薄膜上形成了一個密閉的腔室。所述的腔室內包含有一種不導電的、可壓縮的、有彈性的材料，如空氣。所述傳感器上的一個起保護作用的中性層直接放在所述柔性環境的表面上。不需要用泵來對所述的腔室進行預加壓。
本發明還提供了適合小型化的、用于測量在柔性環境中的連續壓力和壓力波動的電路。


圖1是根據本發明的一種傳感器的一個實施例的橫斷面圖。
圖2是用于測量血壓的一種傳感器陣列的頂視圖。
圖3是與圖2所示的傳感器陣列一起使用的電路的方塊圖。
圖4A至圖4H詳細繪出了圖3的電路。
圖5A和圖5B是從頸動脈測得的輸出。
圖6A和6B是從顳動脈測得的輸出。
圖7示出了一個儀器正在測量右側和左側顳動脈的血壓。
圖1中的傳感器(2050)具有一個柔性的不導電的薄膜(1013)，或其它柔性不導電材料，如由AMP公司供應的KYNAR壓電薄膜之類，這種材料具有壓電特性(即當對其施加機械應力時，向兩個表面分別分離出電荷)。它被夾在上層和下層導電的柔性金屬層(1011、1015)之間，所述金屬層收集所述分離出的電荷并將其傳輸到正負輸出(1021、1022)上。金屬層(1021、1022)可通過濺射方法形成，例如用鎳銅的汞合金(amalgam)進行濺射，或通過用金屬進行絲印的方法形成，如用銀絲印。對于大規模生產來講，可使用任何已知的對不導電材料輕微鍍膜的方法，其中一些方法為用于生產集成電路和如MYLAR之類的金屬膜的方法。一種不導電的材料(1017)被用于給所述膜(1013)、金屬層(1011、1015)和輸出端(1021、1022)加上外殼。另外，該外殼具有一個中心腔室(1019)，該腔室中充滿空氣、氣體或其它不導電的彈性成分。由于所述腔室(1019)中的壓力相對恒定，所以不需要泵。下面的金屬層由一個中性的層(1009)來保護，該中性的層最好是一種可消毒的材料，即可通過酒精擦試對其進行消毒。一種這樣的材料是鉻(電阻率=12.9微歐姆-厘米)。
所述傳感器放置在如皮膚之類的柔性環境(1001)的表面(1007)上。位于該柔性環境(1001)之內的是一種如動脈之類的管道(1003)，該管道內具有一種流過它的流體(氣體或液體)(1005)，如血液。當流體(1005)在所述管道(1003)內搏動時，它將對所述薄膜(1013)施加變化著的壓力，在正負輸出端(1021、1022)之間產生可測量的電壓差。
對于測量血壓，如圖2所示采用一個傳感器陣列(在所示出的例子中用了7個傳感器)，該傳感器陣列放置在一個不導電的外殼(2002)中。所述外殼是由一種支撐性材料制成，能夠將各個傳感器相互隔開。傳感器的輸出被連接到圖3和圖4所示的電路的輸入S1、S2、S3、S4、S5、S6、和S7上。
每個外殼都可以通過多種方法放置到被試者的選定位置上，放置方法包括用帶子、用吊鉤和環將它緊纏(用VELSRO牌加固器)、安裝在一個有彈性的或U形的卡箍(2052)上、或用手持的方法，例如不會使動脈扭曲。圖7示出了一種方案，能夠方便地測量左側或右側頸動脈或顳動脈的血壓。由于左右兩側可以同時測量，因此可很容易地檢測到兩側的不平衡。
圖3所示的電路適于與一個如在圖7中畫出的雙傳感器陣列一起使用。一個主時鐘電路(3000)生成一個輸出，該輸出被拆分為傳到右側及左側邏輯門(4100、4200)的信號。從右側和左側傳感器陣(2100、2200)傳來的輸出及從邏輯門(4100、4200)傳來的輸出都分別被右側和左側序列發生器(5100、5200)處理成一個序列輸出。所述的序列輸出分別通過右側和左側的濾波器(6100、6200)、驅動放大器(7100、7200)，然后傳遞給一個顯示器(8000)。
所述主時鐘電路由一個555計時器(3002)控制，該計時器1腳接地，8腳接電壓源，4腳為主時鐘電路復位，放電端、閾值端和觸發端分別連接到第7、6、2腳。該主時鐘電路復位具有一個系統供電電源(3004)，該電源給三條導線(3006、3008、3010)供電，中間的導線(3008)上有一個電阻(3012)、一個接地電容(3014)和一個開關(3016)。關上所述的開關(3016)，啟動該系統。在連接系統供電電源(3004)和放電腳7的導線(3006)上有一個1.3兆歐的電阻，在連接放電腳7和觸發端2的導線(3022)上有一個72千歐的電阻(3020)。在所述的電阻(3020)和觸發端2之間有一條連接導線(3022)，該導線與閾值端6相連。所述的導線(3022)通過一個10兆法的電容(3024)接地，并分支到324放大器(3026)的正端。在供電電源和放大器(3026)的負端之間有一個電阻(3028)，及一條通過另一電阻(3030)接地的導線。
所述主時鐘控制器的輸出通過一條導線(3032)從555計時器的第3腳出發，該導線分支到右側和左側邏輯門(4100、4200)。放大器(3026)的輸出通過一條有分支的導線(3034)流到所述邏輯門(4100、4200)和序列系統(5100、5200)。這一配置使得主時鐘系統(3000)能在每一次系統剛開啟時或斷電時將系統設置成一個預定的初始值，并啟動一個自動傳感器選擇程序。
在所述主時鐘系統(3000)之后的右側和左側電路是基本一樣的，且該系統可方便地適應于一個或多個傳感器陣列。所述右邏輯門(4100)具有一個手動開關(4102)，該手動開關通過一個100千歐的電阻(4104)與所述供電電源相連接，該開關用以超控所述的主系統。這個手動開關(4102)的輸出和所述放大器(3026)的輸出都被輸入到一個4044金屬氧化物半導體置“1”置“0”(置位-復位)觸發器(4106)中。555計時器(3002)的輸出和來自于一條連接到所述左側觸發器(4206)的導線的輸出信號都被提供給一個第一4011與非門(4108)，來選定手動模式或自動模式。來自所述第一與非門(4108)的輸出和來自所述置“1”置“0”雙穩態觸發器(4106)的輸出都成為第二個4011與非門(4110)的輸入。邏輯門(4100)還具有一個手動時鐘，該手動時鐘具有一個通過一100千歐姆電阻(4111)與供電電源連接的手動開關(4112)。一個常開主開關(4002)在閉合時可將已經通過了一個100千歐姆電阻(4004)的電壓輸入接地。該電壓輸入與已分支的導線(3034)上傳來的輸入信號一起進入一個主4044置“1”置“0”雙穩態觸發器(4006)。該主雙穩態觸發器(4006)的輸出被提供給多路復用計數器系統(5100、5200)。當右側開關(4112)閉合時，電流流入地，而流入一個改進型觸發器的第一個4011與非門(4114)的輸入變為低電平；當所述右側開關斷開時，則該輸入為高電平。一個40233輸入與非門(4116)具有來自于放大器(3026)的在高低電平之間交替的輸入、來自于所述第一與非門(4114)的輸入以及比在自動時鐘情況下直接從與非門(4114)輸出的電平要低的輸入，因為該與非門(4114)的輸出通過了一個電阻(4118)并通過一個分支輸入進入到了第二個4011與非門(4120)中了。由于二個輸入都會是低電平，所以所述與非門(4120)的輸出為高電平。然而，閉合所述的手動時鐘開關4112，則引起一個在強度方面的變化，由于一個電容器(4122)已經處于放電狀態并被通過一個電阻(4118)充電，所以導致在4023門(4116)上的一個輸入變化為低電平。在與電阻(4118)并聯的電路上有一個二極管(4124)，二極管的正端朝向所述的電容(4122)。通過為所述手動開關(4112)選擇一個瞬時開關，可達到單觸發效果，即開關(4112)的每一次閉合都只發出一個脈沖，使得可以通過手動從一個陣列中選擇出傳感器。4023與非門(4116)的輸出和第二個置“1”置“0”與非門(4110)的輸出變成為一個末級4011與非門(4126)的輸入，該末級與非門的輸出既可是一種自動交替信號，也可是一種手動控制的交替信號。這一輸出被提供給所述序列器(5000)中的一個4516BCD(二十進制編碼)計數器(5102)。主計時器(3000)的輸出被提供給與非門(5104)的一個端子，該與非門(5104)的輸出連接到所述計數器(5102)的復位端上。D輸出端通過一個分支連接器連接到另一個與非門(5105)，該與非門(5105)的輸出連接到所述與非門(5104)的另一個端子上。所述計數器被設置成計數到7(對陣列中的每個傳感器進行采樣)然后重新計數。該計數器的輸出被提供給一個MC14097復用器(5106)和一個4511BCD至7段碼解碼器驅動器(5108)，驅動一個7段數字顯示器，從而指示出在給定點上被采樣的傳感器。所述復用器(5106)獲取所述計數器(5102)的輸出、相應傳感器(s1,s2,s3,s4,s5,s6，或s7)的采樣輸出和由左側手動超控裝置所控制的左側置“1”置“0”雙穩態觸發器(4206)的輸入。所述復用器(5106)的輸出被提供給系統波形濾波器(6100)。所述濾波器的第一個元件是一個OP-15緩沖放大器(6102)。然后信號通過一個選通低頻(即1-100赫茲)的帶通濾波器。所述濾波器具有并聯放置的一個1千歐的電阻(6104)，一個100千歐的電阻(6106)和一個1兆法的電容(6108)，如圖4所示。在電阻(6104)和電阻(6106)之間是一個10兆法的電容(6110)，第二個電阻(6106)與所述1兆法電容(6108)之間為一個10千歐的電阻(6112)。由傳感器(2150)和參考電壓(2102)組成的傳感器系統(2100)為傳感器(2050)提供了輸入并能夠測量到系統電壓波動。所述參考電壓(2102)也在通過兩個1千歐的電阻(7102、7104)之后連接到兩個模擬放大器(7100、7200)。第一個電阻(7102)的輸出被通過一個分支導線提供給一個LM324運算放大器(7106)的負端，及提供給一個通過并聯的一個1千歐的電阻(7110)和一個1兆法的電容(7114)與所述放大器(7106)相連接的電路。所述帶通濾波器的上面導線的輸出是放大器(7106)正端的輸入。第二個電阻(7104)的輸出被通過一個分支的導線提供給一個LM324運算放大器(7108)的負端和一個通過并聯的一個20千歐的電阻(7112)和一個1兆法的電容(7116)與所述放大器(7108)的輸出相連接的電路。第一個放大器(7106)的輸出是第二個放大器(7108)的正端的輸入。第二放大器(7108)的輸出被提供給一個用軟件進行分析和顯示和/或打印硬拷貝的計算機(8002)。所述計算機(8002)在每個傳感器自動采樣時顯示其輸出。用所述的手動時鐘開關(4112)能使得操作者能集中于一個傳感器或控制選擇比率。左邏輯門(4200)具有一個通過一個100千歐電阻(4050)與系統供電電源相連接的手動開關(4202)。這個手動開關(4202)的輸出和放大器(3026)的輸出是一個4044金屬氧化物半導體置“1”置“0”(置位和復位)觸發器(4206)的輸入。所述555計時器(3002)的輸出和連接右側觸發器(4206)的導線的輸出被提供給一個4011與非門(4208)。該與非門(4208)的輸出和所述置“1”置“0”雙穩態觸發器(4206)的輸出則成為一個4011與非門(4210)的輸入。所述邏輯門(4200)也具有一個手動時鐘，有一個手動開關(4212)通過一個100千歐電阻(4211)與供電電源相連。一個40233輸入與非門(4216)具有來自于放大器(3026)的輸入、來自于所述與非門(4214)的輸入以及比在自動時鐘情況下直接從與非門(4214)輸出的電平要低的輸入，因為該與非門(4214)的輸出通過了一個電阻(4228)并通過一個分支輸入進入到了第二個4011與非門(4220)中。在與電阻(4228)并聯的電路上有一個二極管(4224)，二極管的正端朝向所述的電容(4222)，當該電容被通過一個電阻(4216)充電時，則對4023門(4216)產生一個變至低電平的輸入。4023與非門(4216)的輸出和第二個置“1”置“0”與非門(4210)的輸出變成為一個末級4011與非門(4226)的輸入。這個與非門的輸出被提供給所述序列器(5000)中的一個4516 BCD(二-十進制編碼)計數器(5202)。主計時器(3000)的輸出被提供給與非門(5204)的一個端子，該與非門(5204)的輸出連接到所述計數器(5202)的復位端上。D輸出端通過一個分支連接器連接到另一個與非門(5205)，該與非門(5205)的輸出連接到所述與非門(5204)的另一個端子上。所述計數器的輸出被提供給一個MC14097復用器(5206)和一個4511BCD至7段碼解碼器驅動器(5208)，驅動一個7段數碼顯示器(5209)，從而指示出在給定點上被采樣的傳感器。所述復用器(5206)獲取所述計數器(5202)的輸出、相應傳感器(s1,s2,s3,s4,s5,s6，或s7)的采樣輸出和由所述左側手動超控裝置所控制的右側置“1”置“0”觸發器(4106)的輸入。所述復用器(5206)的輸出被提供給系統波形濾波器(6200)。所述濾波器的第一個元件是一個OP-15緩沖放大器(6202)。然后信號通過一個選通低頻(即1-100赫茲)的帶通濾波器。如圖4所示，所述濾波器具有并聯放置的一個1千歐的電阻(6204)，一個100千歐的電阻(6206)和一個1兆法的電容(6208)。在電阻(6204)和電阻(6206)之間是一個10兆法的電容(6210)，第二個電阻(6206)與所述1兆法電容(6208)之間為一個10千歐的電阻(6212)。由傳感器(2250)和參考電壓(2202)組成的傳感器系統(2200)為傳感器(2050)提供了輸入并能夠測量到系統電壓波動。所述參考電壓(2202)也在通過兩個1千歐的電阻(7202、7204)之后連接到兩個模擬放大器(7100、7200)。第一個電阻(7202)的輸出被通過一個分支導線提供給一個LM324運算放大器(7206)的負端，及提供給一個通過并聯的一個1千歐的電阻(7210)和一個1兆法的電容(7214)與所述放大器(7206)相連接的電路。所述帶通濾波器的上面導線的輸出是放大器(7206)正端的輸入。第二個電阻(7204)的輸出被通過一個分支的導線提供給一個LM324運算放大器(7208)的負端和一個通過并聯的一個20千歐的電阻(7212)和一個1兆法的電容(7216)與所述放大器(7208)的輸出相連接的電路。第一個放大器(7206)的輸出是第二個放大器(7208)的正端的輸入。第二放大器(7208)的輸出被提供給一個用軟件進行分析和顯示和/或打印硬拷貝的計算機(8002)。
數據的連續輸出使得能夠對由放置在被試者選定位置上的多傳感器陣同時產生的數據進行比較。
由于現在可以通過軟件方法進行曲線比較，所以可以存貯和讀取一個(或多個)樣本曲線(或多個曲線)，并能自動選擇出每個傳感器陣中的具有最需要的相似性的傳感器進行顯示，使得操作者能夠選出那些放置位置最好的、最能實現操作者的目標的傳感器。可以在許多書中找到曲線擬合的算法。現在所用的適合進行曲線比較的程序也有售，名稱為MATHCAD和TABLECURVE。TABLECURVE曲線擬合軟件是Jandel Scientific公司的產品。為了適應所述的TABLECURVE軟件，對一個“正常”曲線進行分析并將其放入到x,y曲線選項中，然后所有新的曲線都根據這個人工合成的x,y曲線進行分析。
測出兩個重復事件之間的時間間隔，例如每個順次連續的心肌收縮時的第一個壓力之間的時間間隔，以獲得心率，也用于證明收縮之間的脈波頻率及其時間變異，以及每次搏動的強度。
所述儀器可以與其它傳感器聯合使用，如與溫度傳感器聯合使用，以測量其它變量，如不同位置的皮膚溫度和中心溫度，既通過皮膚-中心互相關的溫度進行測量，也通過在可接近的目標器官上直接測量其中心溫度的方法進行測量。
圖5A和圖5B各自示出了本發明的工作原型的兩個實測輸出，分別是在兩種不同情況下將傳感器部件放在人體的頸動脈上所測得的。
圖6A和圖6B分別示出了本發明的工作原型的兩個實測輸出，分別是在兩種不同情況下將傳感器部件放在人體的左側顳動脈上和同時放在右側顳動脈上所測得的。
本發明提供了一種可進行廣泛應用的且僅需要很少的技術就可獲得對血壓的連續測量的柔性系統。所述的傳感器可用于涉及測量壓差的多種用途，包括測量流過管道的工業流體以測得管道是否阻塞，例如應用于核能設備中。
本發明的另一個醫療領域的應用是對如腫瘤之類的腫塊進行定位。例如，在手工進行乳房檢查時，需要對乳房施加壓力并感覺對所述壓力的阻力的變化。可以將本發明的傳感器排列成杯狀，施加的壓力使該杯子充滿并與各個傳感器接觸，則可繪出阻力的變化圖以進行分析。其它傳感器陣列可用于診斷潛在的或已發病的疝氣和動脈瘤之類的問題。
其它傳感器陣列可用于診斷潛在的或已存在的軟管破裂。
本發明可以測量從一個源頭泵向另一處的液體和氣體的壓力特征，如液體或氣體通過管線傳輸，包括內燃機中將燃油從油箱中導入預燃室的很小的導管。
本發明能夠對如收縮壓、舒張壓和平均血壓一類的信息產生所選定的數據報告和顯示，并能對如新生兒的Korotkoffv一類的特定的Korotkoff位置產生所選定的報告和顯示。
權利要求
1.一種壓電傳感器，包括一個具有一個腔室的殼體，所述的腔室只有一個開口；一個蓋住所述的開口的柔性的壓電材料，所述的柔性的壓電材料具有一個第一側和一個第二側；位于所述的腔室中的一種可壓縮的流體；以及用于測定所述的第一側上的電荷的裝置。
2.如權利要求1所述的傳感器，還包括用于測定所述的第二側上的電荷的裝置。
3.如權利要求2所述的傳感器，還包括位于所述的柔性的壓電材料上的電中性的、柔性的保護性覆蓋層。
4.如權利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述的材料還包括具有一個導電層的柔性的不導電薄膜。
5.如權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述的導電層是金屬的。
6.如權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述的材料還包括一個第二導電層。
7.一種用于對一個柔性環境中的壓力變化進行表面測量的裝置，包括至少一個壓電傳感器，所述的傳感器包括一個位于一個殼體中的只有一個開口的腔室；以及一個蓋住所述的開口的柔性的壓電材料，所述的柔性的壓電材料具有一個第一側和一個第二側；位于所述的腔室中的一種可壓縮的流體；用于測定所述的第一側和所述的第二側上的電荷的裝置；以及用于報告所述的第一和第二測定裝置的輸出的裝置。
8.如權利要求7所述的裝置，還包括一個第一壓電傳感器陣。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的報告裝置還包括選自視頻顯示屏和打印機組合的顯示裝置。
10.如權利要求9所述的裝置，還包括用于以時間函數的形式報告所述輸出的裝置。
11.一種用于對一個柔性環境中的壓力變化進行表面測量的裝置，包括一個第一壓電傳感器陣，所述的傳感器包括一個位于一個殼體中的只有一個開口的腔室；以及一個蓋住所述的開口的柔性的壓電材料，所述的柔性的壓電材料具有一個第一側和一個第二側；位于所述的腔室中的一種可壓縮的流體；以及用于測定所述的第一側和所述的第二側上的電荷的裝置；用于報告所述的用于測定的裝置的輸出的裝置，所述的用于報告輸出的裝置還包括選自視頻顯示屏和打印機組合中的顯示裝置；用于以時間函數的形式報告所述輸出的裝置；以及用于測定和報告所述環境的表面溫度的裝置。
12.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的報告裝置還包括一個信號處理器。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述的信號處理器還包括信號識別裝置；信號放大裝置；和信號選擇裝置。
14.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的信號處理器還包括用于測定和報告重復事件之間的時間間隔的裝置。
15.如權利要求8所述的裝置，還包括一個第二傳感器陣。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述的第一和第二傳感器陣位于一個U形卡箍的兩端。
17.一種用于對一個柔性環境中的壓力變化進行表面測量的方法，包括以下步驟將一個傳感器放置到所述的柔性環境的表面上，所述的傳感器具有一個蓋在一個裝有一種可壓縮的流體的腔室的單一開口上的柔性的壓電材料；測定所述材料上的電荷；以及報告所述的電荷變化的輸出。
18.如權利要求17所述的方法，還包括以下步驟測定時間，并且所述的報告步驟還包括以時間函數的形式報告所述的電荷變化。
19.一種用于對一個柔性環境中的壓力變化進行表面測量的方法，包括以下步驟將一個傳感器放置到所述的柔性環境的表面上，所述的傳感器具有一個蓋在一個裝有一種可壓縮流體的腔室的單一開口上的柔性的壓電材料；測定所述材料上的電荷；報告所述的電荷變化的輸出；測定所述表面上的溫度；以及報告所述的溫度測定值。
20.如權利要求18所述的方法，其特征在于，所述的報告步驟還包括識別電信號；放大電信號；以及選擇所要報告的電信號。
21.如權利要求20所述的方法，還包括將所述的選擇出的信號與一個樣本信號進行比較。
全文摘要
本發明描述了一種用于測量血壓的電路和傳感器(2050)。本發明的傳感器(2050)具有一種覆蓋在一個腔室(1019)的開口上的柔性的壓電材料(1011,1013,1015)。所述腔室(1019)中裝有一種不導電的、具有彈性的材料(1017),并且不需要泵來對所述腔室(1019)進行加壓。本發明還提供了一種用于測量在柔性環境下的流體壓力波動的傳感器陣和電路。
文檔編號G01L9/00GK1234731SQ96180475
公開日1999年11月10日 申請日期1996年8月20日 優先權日1996年8月20日
發明者R·J·蘇爾杜特, 老E·H·本茲, J·P·斯考塔斯 申請人:壓力計集團有限公司