[发明专利]基于MEMS的人体生理参数检测装置

说明书

技术领域

本发明属于生物医学工程、电子电路设计技术领域，具体涉及一种基于MEMS的人体生理参数检测装置。

背景技术

随着人们生活水平的逐渐提高，对自身健康问题的关注度也越来越高，因此，需要经常测试自身的生理参数。现有技术中，人体生理参数测试设备通常只能测试人体一项或两项生理参数，具有测试功能单一的问题；而且，现有的人体生理参数测试设备体积庞大，不易于携带；还具有操作复杂、成本高的问题，从而为人们的使用带来了不便。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于MEMS的人体生理参数检测装置，具有体积小、易携带、测试功能多样、操作简单、成本低等优点。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于MEMS的人体生理参数检测装置，所述人体生理参数检测装置包括基于MEMS技术的集成电路芯片和腕带；所述腕带用于使用时佩戴在手腕上；所述集成电路芯片区分为正面和反面，所述反面为面对手腕的一面，所述正面为背对手腕的一面；所述集成电路芯片的反面集成血糖浓度检测传感器、血氧饱和度检测传感器和脉搏检测传感器；所述集成电路芯片的正面集成心率检测传感器和呼吸检测传感器。

优选的，所述心率检测传感器和所述呼吸检测传感器的结构相同，分别包括：电容传感器、脉冲宽度调制器、过滤器、电压随耦器、峰值检波器和集成A/D转换器的控制器；所述电容传感器用于感知心脏跳动或腹部起伏引起的震动，所述电容传感器的输出端与所述脉冲宽度调制器的输入端连接；所述脉冲宽度调制器的输出端与所述过滤器的输入端连接；所述过滤器的输出端与所述电压随耦器的输入端连接；所述电压随耦器的输出端与所述峰值检波器的输入端连接；所述峰值检波器的输出端与所述控制器的输入端连接；所述控制器的输出端连接到显示屏幕。

优选的，所述电容传感器包括固定极和可移动极；所述固定极由硅梁或膜制造，所述可移动极通过多晶硅膜片制造；所述多晶硅膜片上电极的面积与其下腔的间距决定了该电容传感器的电容值；当所述多晶硅膜片受外界压力作用时，所述多晶硅膜片发生变形，从而引起所述多晶硅膜片与硅衬底电极之间电容的变化。

优选的，所述血糖浓度检测传感器、所述血氧饱和度检测传感器和所述脉搏检测传感器分别为光传感器。

优选的，所述集成电路芯片的反面设置：第一检测通道、第二检测通道、第三检测通道和内置A/D转换的处理器；所述处理器分别与所述第一检测通道、所述第二检测通道和所述第三检测通道连接；

所述第一检测通道包括第一光源、第一光探测器和第一信号调理电路；所述第一光探测器的输出端通过所述第一信号调理电路与所述处理器连接；

所述第二检测通道包括第二光源、第二光探测器和第二信号调理电路；所述第二光探测器的输出端通过所述第二信号调理电路与所述处理器连接；

所述第三检测通道包括第三光源、第三光探测器和第三信号调理电路；所述第三光探测器的输出端通过所述第三信号调理电路与所述处理器连接；

所述血糖浓度检测传感器集成所述第一检测通道；所述血氧饱和度检测传感器集成所述第二检测通道和所述第三检测通道；所述脉搏检测传感器集成所述第二检测通道和所述第三检测通道。

优选的，所述第一信号调理电路、所述第二信号调理电路和所述第三信号调理电路的结构相同，均分别包括：电流到电压转换器、内置滤波器的前置放大器、比较器、放大器和校准硬件；所述电流到电压转换器、所述前置放大器、所述比较器和所述放大器串联后连接到所述处理器；并且，所述校准硬件的输入端与所述放大器的输出端连接；所述校准硬件的输出端与所述比较器的输入端连接；所述校准硬件还设置有参考信号输入接口。

优选的，所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源分别为基于VCSEL架构的光源；所述第一光探测器、所述第二光探测器和所述第三光探测器分别为基于半导体光电二极管的光探测器。

优选的，所述第一光源为1100纳米微机电系统可调谐垂直腔面发射激光器；所述第二光源为1060纳米微机电系统可调谐垂直腔面发射激光器；所述第三光源为1100纳米微机电系统可调谐垂直腔面发射激光器。

本发明提供的基于MEMS的人体生理参数检测装置，具有以下优点：

(1)体积小，直接佩戴在手腕使用，具有易携带的优点；

(2)能够测试血糖浓度、血氧饱和度、脉搏、心率和呼吸五种生理参数，具有测试功能多样的优点；