Сенсорное устройство и способ измерения физиологического параметра - RU2019111894A
Код документа: RU2019111894A
Формула
1. Физиологическое сенсорное устройство для измерения, по меньшей мере, одного физиологического параметра и управления расположением считывающей поверхности относительно воспринимающей поверхности ткани человека, содержащее:
указанную считывающую поверхность;
электроактивную полимерную структуру (34), выполненную с возможностью деформации в ответ на подачу электрического сигнала, чтобы тем самым управлять расположением считывающей поверхности; и
контроллер (42), выполненный с возможностью:
предоставления электрического сигнала, состоящего из наложенного сигнала воздействия и считывающего сигнала переменного тока на электроактивную полимерную структуру (34), причем сигнал воздействия предназначен для стимулирования деформации электроактивной полимерной структуры (34), чтобы тем самым управлять считывающей поверхностью для приложения силы воздействия к воспринимающей поверхности, а считывающий сигнал переменного тока предназначен для обеспечения измерения давления и имеет частоту переменного тока, принадлежащую гармонике либо резонансной, либо антирезонансной частоты электроактивной полимерной структуры (34);
контроля импеданса, проявляемого электроактивной полимерной структурой (34), по времени, чтобы тем самым обеспечить индикацию возвратной силы, действующей на электроактивную полимерную структуру со стороны воспринимающей поверхности по времени, и
регулирования величины приложенного сигнала в зависимости от измеренного импеданса и/или возвратной силы, чтобы тем самым регулировать расположение считывающей поверхности относительно воспринимающей поверхности.
2. Сенсорное устройство по п.1, в котором контроллер (42) выполнен с возможностью регулирования величины сигнала воздействия, чтобы поддерживать постоянной силу воздействия, прикладываемую к воспринимающей поверхности, и/или таким образом, чтобы поддерживать постоянной возвратную силу, или их компонент, прикладываемый к считывающей поверхности.
3. Сенсорное устройство по п.1 или 2, в котором контроллер (42) выполнен с возможностью регулирования величины сигнала воздействия, чтобы поддерживать постоянным относительное расстояние между считывающей поверхностью и воспринимающей поверхностью и/или точкой или телом под воспринимающей поверхностью.
4. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором контроллер (42) выполнен с возможностью уменьшения величины сигнала воздействия в ответ на падение или рост значений импеданса и/или увеличения величины сигнала воздействия в ответ на рост или падение значений импеданса.
5. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором контроллер (42) выполнен с возможностью уменьшения величины сигнала воздействия в ответ на падение значений импеданса ниже или рост выше определенного порогового значения, и/или увеличения величины сигнала воздействия в ответ на рост значений импеданса выше или падение ниже определенного порогового значения.
6. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее схему фильтра, выполненную с возможностью фильтрации полученных значений импеданса, чтобы извлекать компонент силы реакции, представляющий силы, оказываемые внутренней упругостью воспринимающей поверхности, и/или физиологический компонент, представляющий силы, возникающие в результате одного или нескольких физиологических явлений, и, при необходимости,
при этом физиологический компонент представляет силы, связанные с кровяным давлением и/или сердечно-сосудистой пульсовой волной.
7. Сенсорное устройство по п.6, в котором контроллер (42) выполнен с возможностью регулирования величины сигнала воздействия в зависимости либо от компонента силы реакции, либо от физиологического компонента измеренных значений импеданса.
8. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором
считывающая поверхность представляет собой электроактивную полимерную структуру (34), или
считывающая поверхность представляет собой поверхность дополнительного считывающего компонента (140), скомпонованного в механическом взаимодействии с электроактивной полимерной структурой (34), выполненного с возможностью измерения одного или нескольких физиологических параметров.
9. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором контроллер (42) выполнен с возможностью подачи сигнала воздействия, который постоянно уменьшается по величине в течение определенного периода времени, и дополнительно выполнен с возможностью обработки измеренных значений импеданса в течение указанного периода времени для обнаружения и изменения колебательных изменений значения во времени, причем эти изменения указывают на колебания стенок кровеносных сосудов, вызванных кровяным давлением.
10. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее массив электроактивных полимерных структур (34), каждая из которых независимо управляется контроллером (42) для манипулирования соответствующей считывающей поверхностью, прикладывать силу в соответствующей точке на воспринимающей поверхности и измерять силу возврата, действующую на воспринимающую поверхность в указанной точке.
11. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором электроактивная полимерная структура (34) и/или контроллер могут быть установлены на гибком носителе (160) для приложения к области воспринимающей поверхности.
12. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее слой пьезоэлектрического материала (170), механически сцепленного с электроактивной полимерной структурой и/или к воспринимающей поверхностью, и электрически соединенного с контроллером, причем слой выполнен с возможностью измерения приложенной силы, действующей на него через воспринимающую поверхность.
13. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором электроактивная полимерная структура (34) содержит релаксорный сегнетоэлектрический полимер.
14. Сенсорное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором величина сигнала считывания составляет менее 10 процентов, предпочтительно менее 1 процента, от величины сигнала воздействия.
15. Способ настройки физиологического считывающего устройства для оптимизации расположения считывающей поверхности относительно воспринимающей поверхности ткани человека, причем устройство содержит:
указанную считывающую поверхность;
электроактивную полимерную структуру, выполненную с возможностью деформации в ответ на подачу электрического сигнала,
при этом способ включает в себя:
осуществление подачи электрического сигнала, состоящего из наложенного сигнала воздействия и считывающего сигнала переменного тока на электроактивную полимерную структуру, причем сигнал воздействия предназначен для стимулирования деформации электроактивной полимерной структуры, чтобы тем самым управлять считывающей поверхностью для приложения силы воздействия к воспринимающей поверхности, а считывающий сигнал переменного тока предназначен для обеспечения измерения давления и имеет частоту переменного тока, принадлежащую гармонике либо резонансной, либо антирезонансной частоты электроактивной полимерной структуры;
контроль импеданса, проявляемого электроактивной полимерной структурой, по времени, чтобы тем самым обеспечить индикацию возвратной силы, действующей на электроактивную полимерную структуру со стороны воспринимающей поверхности по времени, и
регулирование величины приложенного сигнала воздействия в зависимости от измеренного импеданса, чтобы тем самым регулировать расположение считывающей поверхности относительно воспринимающей поверхности.
16. Компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, который содержит реализованный на нем машиночитаемый код, причем машиночитаемый код сконфигурирован так, что, при исполнении подходящим компьютером или блоком обработки, компьютер или блок обработки должен выполнять способ по п.15.
