專利名稱：一種脈象傳感探頭的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及傳感領域，尤其是脈搏診病的傳感，特別是中醫脈診。
背景技術：
以光學的測量面型或形變的方法來檢測脈搏于診脈狀態時的面的動態變化，傳感面如果靠囊(薄膜)內壓縮空氣或液體支撐，往往難以精確控制，囊所用薄膜的弾性變化更增加變數。例如申請號2005100290185的專利。故需要ー種持久易用的裝置。
發明內容
本發明正是用于解決上述問題。本發明在傳感面(即下述的圖形層和或觸碰層)的上面襯以一定厚度的透明弾性體，在透明弾性體的上面再以硬質透明板或框架支撐，在硬質透明板或框架支撐的上面是光學機構(包括固定架、鏡頭、攝像裝置、投影裝置等等)，如此構成ー個穩固有效的結構。如圖I所示，從下到上，I為皮膚層；2為觸碰層，3為圖形(標記)層，4為透明弾性體，5為透明硬質片。其中3圖形層可與2觸碰層合一；或與4透明弾性體的下端面合一；或與I皮膚層合一(以皮膚紋理或覆膜后的皮膚作圖形層)。也可獨立而居于3圖形層、4透明彈性體之間或I皮膚層、2觸碰層之間。這里的“上”、“下”位置關系是結合圖示為描述方便的相對位置關系，并非探頭在運用時一定如此上下，完全可能傾斜或顛倒使用。下面詳細敘述這幾個部分I、皮膚層。測量脈搏處的皮膚表面。2、觸碰層，即與皮膚層觸碰的，有時也與皮膚上的覆蓋的圖形層接觸，作為探頭的最外端，越薄，弾性越好，越軟，對測量越好。3、圖形(標記)層，是光學測量的數據基礎，反映表面的形狀或變化信息，被攝像及運算處理而獲得表面的面型或形變，也可直接觀察變化，根據不同的測量原理，分為a)投射型的。使投射的影像在其上成像，例如投射條紋或散斑。其顔色使得投射光線的能在其上成像并被拍攝到，例如用白光投射時該層近白色(最好漫反射)，藍光投射時該層可用藍色。若用光柵、云紋，要求也相應變化。圖形層所在位置i.與觸碰層合一，例如用白色的彈性薄膜。ii.在透明弾性體的下端面，例如在下端面粘上白色粉末(或白色油膏類)。該粉末層即作為觸碰層與被測皮膚接觸(此時皮膚表面最好有一層覆蓋)；也可再用弾性薄膜作為觸碰層，包裹在粉末外，可以保護粉末。iii.白色粉末(或白色油膏類)涂抹在皮膚層上，如此則觸碰層所用薄膜應透明，或直接以透明弾性體的下端面為觸碰層。iv.緊貼皮膚層放置圖形層，例如覆蓋白色薄膜。如此則其上觸碰層所用薄膜應透明，或直接以透明弾性體的下端面為觸碰層。b)非投射型的。要靠圖形層本身帶圖形或紋理，以被其上的攝像頭拍攝到。
i.自然紋理。例如利用皮膚本身的紋理。如此則觸碰層所用薄膜應透明，或直接以透明弾性體的下端面為觸碰層。ii.人工紋理或圖形。也包括材料生產時形成的隨機紋理，或刻意制造的符合特定規則的紋理或圖形。其設置的位置與上面“a) ”投射型的作為圖形層的類似，只是表面本身需要帶隨機紋理或符合特定規則的圖形。圖形層與透明弾性體之間的結合，要保證圖形層柔軟性，跟隨性，盡量不能起皺，縱向盡量少吸收脈搏的形變，故同質有色的是優選的，當然圖形層材料在這些方面表現比透明弾性體材料更佳那更好了。 4、透明弾性體。需要弾性回復性好，否則影響靈敏度和頻響。其作用和要求a)受測脈壓カ的作用而被壓縮，壓縮比小，較硬，則可不必在不同壓カ或深度下調整鏡頭而仍能成像清晰，或只需要較小的調整。當然也可以隨著壓カ或深度的變化讓光學裝置跟隨圖形層而保持物距，這需要控制裝置。b)隨脈搏跳動形變而上下起伏，壓縮比大，較軟，則靈敏度高。故弾性、硬度、厚度(厚度過大，可控性變差)需要選擇適中，或也可分2層或多層，上層不壓縮(如透明硬質材料，可與透明硬質片同材料，或二者一次成型做好)或壓縮比小，較硬的；接近圖形層的下層壓縮比大，較軟，弾性系數較大。從控制的簡易性來看，最好是在測脈壓力下透明弾性體壓縮的行程，仍能無須額外調節即可保證鏡頭所成像的清晰度符合數據處理的要求，在此前提下，選擇最軟的(壓縮比大的)。因在壓カ下，弾性材料會向側面鼓出，尤其材料較軟時鼓出較多(會加大壓縮的行程)，可四周側面套上無拉伸的外套，阻止透明弾性體側面鼓出，又不接觸皮膚或雖接觸但影響脈搏皮膚的搏動及觸摸層、圖形層。比較典型的有2類，一類是用無拉伸的薄膜套，套在透明弾性體上，將四周側面裹住，但在接近透明弾性體下端面處微微露出一段不包裏，以使壓縮時外套薄膜不會直接作用到皮膚；除薄膜外，也可用無拉伸的無紡布或織物類，可允許壓縮時縱向略微起皺。另ー類是硬質的，當壓縮時，活動外套(滑套)前端受皮膚壓力，自動往上退；松開遠離皮膚時，能自動落下。用不活動的外套，頭上露出一段，擠壓脈搏皮膚，也可起到一定作用。這個阻擋鼓出的裝置稱為防鼓套，下面還會展開介紹。透明弾性體可選用的材料，例如熱塑性弾性體(TPR)類，SEBS氫化熱塑性丁苯橡膠，硅膠等為主要材料。測量原理為投射型的或非投射型的(用2個攝像頭拍攝的)，都至少有一路光線是斜向的(另外一路一般垂直，但也可傾斜)，故也可將對應斜向光線的ー側的透明弾性體切成相應角度，如圖5所示，I透明硬質片，2透明弾性體，所標60°斜角對應光線傾斜垂直方向偏左30° (如圖5左邊向下箭頭所示)，2支光線的夾角沒有特別限制，角度大靈敏度高，但曲面傾角也因此受限。圖5箭頭所指的光線是示例的向下箭頭的光線為投影光線，向上箭頭的光線為拍攝光線，也可反過來用或雙攝像頭的2根都是拍攝的光線，角度值也只是舉例。5、透明硬質片。可為透明的石英、玻璃或有機玻璃、塑料、合成材料等(有的測量方法對材料有特定要求)，如PC、亞克カ等及做塑膠鏡片的材料等。支撐透明弾性體，并固定其位置。與探頭的運動機架相連固定，傳遞探頭運動機架與觸碰層之間的力。其形狀，除片狀外，還可做成不包括透明弾性體時就如圖5的整體形狀(可整體成形，如果不用梯形，也可變矩形或橢圓柱等)，即在片狀的基礎上向下伸展出一定高度的與透明弾性體同樣粗細而可順接的部分，可以方便沉取測脈時皮膚不會碰到機架裝置而被阻礙(探頭嵌入皮膚時，探頭高度不夠會使上面的支架部分壓到皮膚而影響測量)。其與弾性透明體之間的連接舉例a)透明弾性體在其上成形。b)透明膠水粘結。c) 2次注塑成型其與固定支架的連接舉例a) I次或2次注塑成形。 b)固定支架上設卡槽，透明硬質片(或再加上其組合在一起的觸碰層的凹槽卡扣或框架環)橫向插入后鎖定。如圖5之I橫向插入圖6之2的下端(須開個卡槽，圖上未標示卡槽)，c)托盤式。四邊托住四周圍住，托盤如圖6的1，將傳感頭的透明弾性體(如圖5之2)從中孔穿過，托盤托住圖5之I透明硬質片(包括可能組合在一起的觸碰層的凹槽卡扣或框架環，如圖3之2及圖4之2)，鎖到2運動機架的固定件上，鎖定例如用彈簧彈珠或卡扣(圖6之I與2之間的連接鎖定)或在圖6之2運動機架固定件上設拉緊座固定等。托盤式的也可僅僅托住2條邊。以彈性薄膜為觸碰層時，可選用的材料有TPU薄膜，乳膠薄膜等，觸碰層的固定方法I、繃緊固定法。觸碰層薄膜在與皮膚層之間的壓緊松開的動作中有時會起皺，尤其與圖形層合并時，對測量結果影響比較大，可采用預拉繃緊的辦法，使其不起皺或松開時能自動將薄膜復原到平整。將原始的觸碰層薄膜四邊向外延展(延展部分顔色或透明度都無要求，唯弾性回復性要好)，利用其弾性，預拉緊即可。乳膠薄膜的弾性回復性較好，但厚度和著色比TPU薄膜差，故也可以用薄而且成像好的弾性薄膜(例如TPU近白色的薄膜)做底部的觸碰面和或圖形層，以彈性回復性特別好的薄膜(例如乳膠薄膜)做觸碰層繃緊筋，二者粘合或壓合連接在一起。如果圖形層不與觸碰層合并，則可主要考慮彈性回復性好的薄膜(如乳膠薄膜)。繃緊固定法的整個固定結構示例a)如圖2，用2凹槽卡扣將3觸碰層繃緊筋薄膜卡至包裹到I透明硬質片上。其固定好的形狀如圖3所示，I為透明硬質片上，2為凹槽卡扣，3為觸碰層薄膜。最后，再與透明硬質片一起被固定牢(前面已經敘及)。b)如圖4，將3觸碰層薄膜粘結(或壓固)到2框架環(固定環)上，框架環再與I透明硬質片并接，并一起固定到運動支架上。也可獨立固定到運動支架上。用這種方法因為透明弾性體被緊壓在透明硬質片上，故二者之間也可不用特別粘連，若要嚴格防止橫向滑動，可在透明硬質片上設阻擋條，或幾個點或線粘連ー下即可。“a) ”、“b) ”這兩種也都可變為薄膜只兩端拉伸，另外2端自由，但測量結果的處理會麻煩些。2、與透明弾性體以膠水或粘性物質粘連。3、靠透明弾性體自身粘性粘連。
僅僅做觸碰層，主要考慮彈性回復性和薄，可全用乳膠薄膜。圖形層設在透明弾性體的下端面時，可如此；或也可不設獨立的觸碰層，在皮膚層涂覆白色粉末來做一下圖形層的保護也可。觸碰層的彈性拉伸繃緊有利于消除壓緊-抬起過程產生褶皺，尤其觸碰層與圖形層合一吋，此時最好壓到最深的測試位置時仍能不松，當然，此時稍松一點，在完全抬起或抬起到繃緊狀態時也可消除褶皺，在此狀態下壓下也可免褶皺。觸碰層薄膜或整個探頭應容易更換。防鼓套(防止透明弾性體受壓后中間鼓出)一、硬質的I、柱形2、四邊分開4片3、片間可以有縫隙4、可天線式結構5、可利用透明硬質片下半部的凸塊作導軌，收縮其中6、或與皮膚粘連7、或與透明弾性體的頭部弾性體有連接關系，粘連或串連或扣入弾性體8、片頭部形狀可以變化，如對應壓入的形狀，而呈弧形。9、可自動式控制片的伸縮，機構復雜。10、可半自動控制片的伸縮，伸出自動，縮回跟隨。ニ、軟質的防鼓套用雙向都無拉伸的薄膜或織物、布料，或橫向無拉伸縱向有彈性的。將透明弾性體裹住，僅僅頭上露出，或再稍上升一點三、借助透明硬質片整體加設防鼓套I.透明弾性體的上半段用硬質裹住(可以設計成透明硬質片一體的下面突出部帶凹坑)，下半段用無拉伸薄膜裹住，流出一小段，頭上露出透明弾性體。2.上條，硬質套與框架環合一，與透明硬質片分離，無拉伸環形薄膜在里層，觸碰層薄膜在外層。問題如果觸碰層繃緊筋在硬質套的里面走，透明弾性體受壓后不均勻壓迫繃緊筋會使拉カ不等，解決辦法a)薄膜在套外走，到頂上再穿進環里。b)薄膜在套外粘連好。c)薄膜在套內膠水粘牢。d)或整個套與觸碰層薄膜作為整體；e)或透明弾性體與包裹的無拉伸薄膜環作為整體(要防止互相滑動移位，圖5之2梯形的只會往下移，如此則無拉伸薄膜與套內壁黏結比較好，不會掉)，與透明硬質片可粘也可不粘連，若無觸碰層則必須粘。四、防止鼓出的裝置,不必求全,鼓出一點點沒有關系,堵住鼓出的目的 a)側面鼓出，被筋骨擋住了，影響探頭深入。b)影響彈性，使得無效的壓縮高度增加了。因涉及光學成像，故上述的透明，均指高透明，而不僅是一般的透光。
圖I探頭基本結構圖2凹槽卡扣固定觸碰層展開3凹槽卡扣固定觸碰層閉合4環形框固定觸碰層圖5梯形透明弾性體與透明硬質片圖6運動機架與探頭的連接部分
具體實施例方式例I :觸碰層為天然乳膠薄膜，厚度0. 02-0. 03mm左右，用框架環或凹槽卡扣固定；圖形層為透明弾性體的下端面，采用白色粉末，如納米級鈦白粉與下端面熔合；透明弾性體為熱塑弾性體SEBS，采用梯形，如圖5之2，硬度Shore OO(IOsec)IO ;透明硬質片為厚度Imm左右玻璃片。與探頭運動支架的固定如圖6，透明弾性體的左邊的斜面與圖6右邊的斜面相配，用投射型的，光線由圖6的右面方管射入，光線從左面的方管去攝像機。例2 :上例將觸碰層薄膜去除，即直接將透明弾性體的下端面作為觸碰層，測試時在脈搏皮膚部位涂白粉，如鈦白粉或痱子粉、醫用石膏粉等，令其不會污染、破壞圖形層；或測試時覆蓋薄膜，例如腕部套ー個薄膜手環覆蓋被測脈搏部位皮膚。例3 :觸碰層圖形層合并為0. 01-0. 015mm的乳白色TPU薄膜，拼接乳膠薄膜作為繃緊筋；其余與例I相似。例4 :與例3相似，但薄膜不作拼接，僅用其中ー種。例5 :上述透明弾性體用單ー硬度Shore 00 (IOsec) 20左右，透明硬質片為如圖5形狀的透明硬質塑膠(未加透明弾性體時就這整個圖的形狀，加了透明弾性體后，下面的突出部分更長些)。例6 :硅膠作透明弾性體，例如果凍型硅膠。以上例子所舉的各個部分，實際應用也可互相交錯搭配，而不局限于ー個例子里的搭配，還可與正文所舉及未舉出的類似材料或結構搭配。
權利要求
1. 一種測脈探頭裝置，其特征在于包括觸碰層，圖形層，透明彈性體，透明硬質片等。
全文摘要
一種光學方法測量脈象的傳感探頭設計，包括觸碰層，圖形層，透明彈性體，透明硬質片等，解決精確控制和持久易用的問題。
文檔編號A61B5/02GK102648844SQ20111005029
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者阮剛 申請人:阮剛