新型血压血流监测传感器：结合连续波和脉冲波技术实现精准监测

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@小白创作中心

新型血压血流监测传感器：结合连续波和脉冲波技术实现精准监测

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https://www.xjishu.com/zhuanli/05/202411250011.html

随着医疗技术的不断进步，血流和血压的精准监测在临床诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用。传统的血压监测方法主要依赖于袖带式血压计，通过间接测量来获取血压数据。然而，这种方法存在明显的局限性，如无法实现连续实时监测，且对患者舒适度影响较大。此外，袖带式血压计在测量过程中容易受到多种因素的干扰，如袖带松紧度、患者体位变化等，从而影响测量结果的准确性。

近年来，超声技术的快速发展为血流和血压的综合监测提供了新的可能性。上海大学的研究团队提出了一种新型的实时血压血流监测传感器，该传感器结合了连续波多普勒和脉冲波两种超声技术的优势，能够实现对血流和血压的同步、连续监测，提高监测的准确性和可靠性。

传感器结构与工作原理

该传感器主要包括阵列式换能器、矩形换能器、柔性基体、匹配层和顶部保护层。其中，阵列式换能器和矩形换能器均通过浇灌方式包裹在柔性基体内，用于连续监测血管同一位置的血压和血流。

阵列式换能器：采用1×4的超声阵列，与血管方向垂直安装，用于产生和接收脉冲超声波，确定血管位置和直径。其发射的脉冲波时间分辨率为50Hz，通过接收到的回波信号计算血管位置和直径，选取上下壁回波信号时间差值最大的单元信号作为血管直径信号。
矩形换能器：包括矩形换能器T1和矩形换能器T2，T1和T2之间呈θ角放置，T2与皮肤表面呈α角放置（α角取值区间为30°～60°）。T1负责发射连续超声波，中心频率为f0；T2负责连续接收超声回波，接收到的回波中心频率为f1，从而获得多普勒频移。
数据处理单元：根据阵列式换能器测得的血管直径实时变化D(t)推算出血压，并根据矩形换能器监测的多普勒频移Δf计算出血液流速，生成血流速度和血压的监测报告。

监测方法

该传感器的监测方法主要包括以下步骤：

根据所确定监测的动脉血管的位置，调整阵列式换能器和矩形换能器的距离，使其焦点位置位于待测量处。
控制电路控制阵列式换能器发射脉冲波，时间分辨率为50Hz，通过接收到的回波信号，计算血管的位置和直径，获取血压信息。
矩形换能器发射并接收连续波，通过脉冲波确定血管位置及直径之后，结合矩形换能器的α和θ角度及与阵列式换能器的距离，计算出连续波多普勒采样窗口的位置和大小，优化多普勒频移信号的接收和计算。
通过数据处理单元，根据阵列式换能器所测得的血管直径的实时变化D(t)，结合血压和血管直径具有一定相关性，推算出血压；根据矩形换能器所监测的多普勒频移Δf，计算出血液流速；并对脉冲波和连续波多普勒的数据进行综合分析，生成血流速度和血压的监测报告，并通过无线传输到显示设备。