CN104305970A一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件及其制作方法

CN104305970A一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件及其制作方法 (10)申请公布号104305970A (43)申请公布日xx.01.28104305970A (21)申请号xx10565230.2 (22)申请日xx.10.22A61B5/02(xx.01)A61B5/0452(xx.01) (71)申请人南昌大学地址330000江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号 (72)发明人王立蔡峰易常瑞刘世昌 (74)专利代理机构南昌洪达专利事务所36111代理人刘凌峰 (54)发明名称一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件及其制作方法 (57)摘要本发明提供了一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件及其制作方法，通过化学腐蚀、真空镀膜方法处理聚四氟乙烯（PTFE）薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂（PET）薄膜，制作出一种不需要外加电源、可穿戴的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 该探测器具有制作简单、成本低廉、无源节能、灵敏度高等优点。 测出的脉搏波和心尖搏动图重复性高、信息完整，这对于临床诊断和病理监控具有重要的意义。 (51)Int.Cl.权利要求书1页说明书3页附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图7页 (10)申请公布号104305970A104305970A1/1页21.一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，包括粗糙化PET薄膜和PTFE薄膜，其特征在于所述粗糙化PET薄膜是由PET薄膜经化学腐蚀而成，粗糙化PET薄膜的一面镀有金属膜；PTFE薄膜的一面镀有金属膜，另一面未镀金属膜并经摩擦而带电荷；粗糙化PET薄膜的金属膜和PTFE薄膜的金属膜分别连接导线，PTFE薄膜未镀金属膜的一面与粗糙化PET薄膜的金属膜叠合在一起并固定。 2.根据权利要求1所述的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，其特征在于所述金属膜的材质为铝、铜、银或金。 3.根据权利要求1所述的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，其特征在于所述导线通过银胶固定在金属膜表面一角。 4.根据权利要求1所述的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，其特征在于PTFE薄膜与粗糙化PET薄膜通过胶带固定在一起。 5.根据权利要求1所述的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，其特征在于PTFE薄膜与粗糙化PET薄膜通过聚酰亚胺胶带固定。 6.根据权利要求1所述的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，其特征在于所述PET薄膜的厚度为200，PTFE薄膜的厚度为30。 7.一种权利要求1所述探测脉搏波和心尖搏动波形的器件的制作方法，其特征在于首先采用化学腐蚀法使PET薄膜形成粗糙的表面得到粗糙化PET薄膜，然后在粗糙化PET薄膜和PTFE薄膜的一面镀金属膜，然后将镀金属膜的PET薄膜和PTFE薄膜裁剪成所需的大小，并在金属膜的边角点上银胶，将导线固定在银胶上，待银胶自然凝固后，用纤维素纸摩擦PTFE薄膜未镀金属膜那一表面，待其表面带上足够的电荷后，将摩擦过的那一面与PET薄膜的金属膜面叠在一起并用胶带固定。 8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于所述粗糙化PET薄膜是通过热浓硫酸腐蚀PET薄膜表面，然后清洗而得到。 9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于将PET薄膜裁剪，洗净，干燥好后，放入50-60的浓硫酸中，10-15秒钟后，将被腐蚀了的PET薄膜放入无水乙醇中；然后将上述的PET薄膜放入饱和氢氧化钠溶液中，直到其表面的白色絮状物被腐蚀完为止；洗净后，PET薄膜的粗糙化就完成了。 10.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于采用真空镀膜镀金属膜，即采用蒸镀的方法将金属蒸发从而附着在PTFE薄膜和PET薄膜表面。 权利要求书104305970A21/3页3一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件及其制作方法技术领域0001本发明基于摩擦发电原理，通过化学腐蚀、真空镀膜方法处理PTFE薄膜和PET薄膜，制作出一种不需要外加电源、可穿戴的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 背景技术0002脉搏波是心脏的搏动沿动脉血管和血流向外周传播而形成的，与动脉的弹性、管腔的大小、血液的密度和粘性等密切相关。 脉搏波的波形幅度和形态包含了反映大量人体心血管系统的生理信息；而心尖搏动波形是由心脏的跳动直接引起的，它的轨迹直接反映了心脏的健康程度。 因此，从脉搏波和心尖搏动波形中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据，历来受到人们的高度重视。 提高监测这些波形的方法一直是人们不断钻研的课题。 0003目前，探测脉搏波的方法有传统的切脉法和利用压电型脉搏波探测器将血液冲击动脉的压力转化为电能的方法。 对于切脉法，需要不断地练习和丰富的经验，一般人是无法在短时间内掌握的；对于压电型脉搏波探测器，能测出很好的波形，但是复杂的电路，高性能的压电材料使得它造价高、工艺复杂而无法广泛应用。 而无创探测心尖搏动波形的方法也可以通过压电型传感器实现，但也受到同样的限制而不能够广泛应用。 发明内容0004本发明的目的在于提供一种不需要外加电源、可穿戴的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 本发明的目的还在于提供一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件制作方法。 本发明的探测器件探测器灵敏度高，足够监测脉搏波和心跳的细节，且制作方法简单。 0005为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，包括粗糙化PET薄膜和PTFE薄膜，其特征是所述粗糙化PET薄膜是由PET薄膜经化学腐蚀而成，粗糙化PET薄膜的一面镀有金属膜；PTFE薄膜的一面镀有金属膜，另一面未镀金属膜并经摩擦而带电荷；粗糙化PET薄膜的金属膜和PTFE薄膜的金属膜分别连接导线，PTFE薄膜未镀金属膜的一面与粗糙化PET薄膜的金属膜叠合在一起并固定。 0006作为优选，所述金属膜应具有良导电性，优选铝、银、铜、金。 0007作为优选，所述导线通过银胶固定在金属膜表面边角。 0008作为优选，PTFE薄膜与粗糙化PET薄膜通过胶带固定在一起，例如聚酰亚胺胶带。 0009所述探测脉搏波和心尖搏动波形的器件的制作步骤为首先采用化学腐蚀法使PET薄膜形成粗糙的表面得到粗糙化PET薄膜，然后在粗糙化PET薄膜和PTFE薄膜的一面镀金属膜，然后将镀金属膜的PET薄膜和PTFE薄膜裁剪成所需的大小，并在金属膜的边缘点上银胶，将导线固定在银胶上，待银胶自然凝固后，用纤维素纸摩擦PTFE薄膜未镀金属膜那一表面，待其表面带上足够的电荷后，将摩擦过的那一面与PET薄膜的金属膜面叠在一起并用胶带固定。 说明书104305970A32/3页40010所述粗糙化PET薄膜是通过热浓硫酸腐蚀PET薄膜表面，然后清洗而得到。 具体过程是将PET薄膜裁剪，洗净，干燥好后，放入45-65的浓硫酸中，10秒钟后，将被腐蚀了的PET薄膜放入无水乙醇中；然后将上述的PET薄膜放入饱和氢氧化钠溶液中，直到其表面的白色絮状物被腐蚀完为止；洗净后，PET薄膜的粗糙化就完成了。 0011所述粗糙化PET薄膜的金属膜和PTFE薄膜的金属膜是采用真空镀膜法而形成的，即采用蒸镀的方法将金属蒸发从而附着在PTFE和PET薄膜表面。 0012基于摩擦发电的原理，通过化学腐蚀和真空镀膜处理PTFE薄膜和PET薄膜的方法，制作出了一种不需要外加电源、可穿戴的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 该制作方法简单，制作出的探测器灵敏度高，足够监测脉搏波和心跳的细节，测出的脉搏波和心尖搏动图重复性高、信息完整，这对于临床诊断和病理监控具有重要的意义，是一种非常经济实用的探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 附图说明0013图1是本发明的结构示意图。 0014图2是实施例1粗糙化PET薄膜镀铝后表面的SEM图。 0015图3是实施例1所述器件监测到的一个22岁的健康成年人的桡动脉脉搏波。 0016图4是实施例1所述器件监测到的一个22岁的健康成年人的颈动脉脉搏波。 0017图5是实施例1所述器件监测到的一个22岁的健康成年人的心尖搏动波形。 0018图6是实施例2粗糙化PET薄膜镀铝后表面的SEM图。 0019图7是实施例2所述器件监测到的一个22岁的健康成年人的桡动脉脉搏波。 0020图8是实施例2所述器件监测到的一个22岁的健康成年人的颈动脉脉搏波。 0021图9是实施例2所述器件监测到的一个22岁的健康成年人的心尖搏动波形。 0022在图中1.粗糙化PET薄膜；2.负极层；3.PTFE薄膜；4.正极层；5.正极导线；6.负极导线。 具体实施方式0023如图1所示，一种探测脉搏波和心尖搏动波形的器件，包括粗糙化PET薄膜 （1）和PTFE薄膜 （3），其特征是所述粗糙化PET薄膜 （1）是由PET薄膜经化学腐蚀而成，粗糙化PET薄膜 （1）的一面镀有金属膜作为负极层 （2）；PTFE薄膜 （3）的一面镀有金属膜作为正极层 （4），另一面未镀金属膜并经摩擦而带电荷；负极层 （2）的边缘连接负极导线 （6），正极层 （4）的边缘连接正极导线 （5）,PTFE薄膜 （3）未镀金属膜的一面与负极层 （2）叠合。 所述金属膜的材质优选良导电性的铝、银或铜。 PET薄膜厚度为200，PTFE薄膜 （3）的厚度为30。 其中粗糙化PET薄膜 （1）的厚度大约为130，可根据实验的要求改变腐蚀的时间或调整硫酸的温度来改变粗糙化PET薄膜 （1）的厚度。 0024实施例1器件的制作将厚度为200的PET薄膜裁剪，洗净，干燥好后，放入已加热好的60摄氏度的浓硫酸中。 10秒钟后，将被腐蚀了的PET薄膜放入事先准备好了的无水乙醇中。 然后，将上述的PET薄膜放入已调好的饱和氢氧化钠溶液中，直到其表面的白色絮状物被腐蚀完为止。 洗净后，PET薄膜的粗糙化就完成了。 接下来，采用真空镀膜的方法，在粗糙化说明书104305970A43/3页5PET薄膜 （1）和30厚度的PTFE薄膜 （3）上镀铝，PET薄膜经粗化镀铝后表面的表面形貌如图2所示，并用万用表检测镀铝后PET薄膜和PTFE薄膜的导电性。 将导电性良好的镀铝PET薄膜和PTFE薄膜裁剪成2.52.5cm2，再在铝层的边缘点上银胶，并将漆包线固定在银胶上。 待银胶自然凝固后，用纤维素纸摩擦PTFE薄膜未镀铝那一表面，待其表面带上足够的电荷后，将摩擦过的那一面与镀有铝的PET薄膜表面叠在一起。 最后用kapton胶带（普通透明胶带效果略差）粘起来，这样就制作出了这个探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 0025波形的监测将PTFE薄膜表面的铝膜正极层 （4）的正极导线 （5）接keithley2400源表的正极，PET薄膜的铝膜负极层 （4）的负极导线 （5）接keithley2400源表的负极，将探测器贴在脉搏跳动或心脏跳动的位置。 监测脉搏波时，按把脉的姿势坐好；监测心尖搏动波形时，测试者应直立坐着并屏住呼吸。 最后，使用相应的软件（keithley2400北京汉雷公司开发的测量软件）即可监测到脉搏波或心尖搏动波形。 图2和图3分别示出探测脉搏波的器件监测到一个22岁的健康成年人的桡动脉脉搏波和颈动脉脉搏波。 其中，P，DN和D分别表示叩击波，重搏切迹和重搏波。 此脉搏波能够测量到脉搏波的所有重要的细节，表明其可用于脉搏波的监测。 图4示出了由这个器件监测到的健康成年人的心尖搏动波形。 其中，,MSP，ESS，N和O点分别表示心房波，最大的收缩期峰值，收缩末期的肩膀，刻痕（第二心音产生）和二尖瓣的开放。 0026实施例2器件的制作将厚度为200的PET薄膜裁剪，洗净，干燥好后，放入已加热好的50摄氏度的浓硫酸中。 15秒钟后，将被腐蚀了的PET薄膜放入事先准备好了的无水乙醇中。 然后，将上述的PET薄膜放入已调好的饱和氢氧化钠溶液中，直到其表面的白色絮状物被腐蚀完为止。 洗净后，PET薄膜的粗糙化就完成了。 接下来，采用真空镀膜的方法，在粗糙化PET薄膜 （1）和30厚度的PTFE薄膜 （3）上镀铜，PET薄膜经粗化镀铜后表面的表面形貌如图6所示，并用万用表检测镀铜后PET薄膜和PTFE薄膜的导电性。 将导电性良好的镀铜PET薄膜和PTFE薄膜裁剪成，再在铜层的边角点上银胶，并将漆包线固定在银胶上。 待银胶自然凝固后，用纤维素纸摩擦PTFE薄膜未镀铜那一表面，待其表面带上足够的电荷后，将摩擦过的那一面与镀有铜的PET薄膜表面叠在一起。 最后用kapton胶带（普通透明胶带效果略差）粘起来，这样就制作出了这个探测脉搏波和心尖搏动波形的器件。 0027波形的监测将PTFE薄膜表面的铜膜正极层 （4）的正极导线 （5）接keithley2400源表的正极，PET薄膜的铜膜负极层 （4）的负极导线 （5）接keithley2400源表的负极，将探测器贴在脉搏跳动或心脏跳动的位置。 监测脉搏波时，按把脉的姿势坐好；监测心尖搏动波形时，测试者应直立坐着并屏住呼吸。 最后，使用相应的软件（keithley2400北京汉雷公司开发的测量软件）即可监测到脉搏波或心尖搏动波形。 图7和图8分别示出探测脉搏波的器件监测到一个22岁的健康成年人的桡动脉脉搏波和颈动脉脉搏波。 其中，P，DN和D分别表示叩击波，重搏切迹和重搏波。 此脉搏波能够测量到脉搏波的所有重要