[发明专利]一种用于糖尿病患者足底压力测试的柔性压力传感器

说明书

本发明公开了一种用于糖尿病患者足底压力测试的柔性压力传感器，所述柔性压力传感器包括从上至下依次重叠的上柔性薄膜层、上电极层、导电橡胶阵列力敏层、绝缘层、下电极层和下柔性薄膜层，其中，电橡胶阵列力敏层包括用于布置在大拇指区域、第二趾区域、第三—五趾区域、第一中骨区域、第二三中骨区域、第四中骨区域、足弓外侧区域、跟骨内侧区域、跟骨中部区域和跟骨外侧区域的压力敏感单元，各压力敏感单元固定在上电极层和下电极层的电极交叉点的中间位置；本发明有效解决了目前因患糖尿病而导致足部周围神经病变乃至产生压力性溃疡的问题，而现有压力传感器无法准确测量的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于糖尿病患者足底压力测试的柔性压力传感器，属于足底压力检测技术领域。

背景技术

人体的运动都是以运动链的方式进行的，而足是人体运动链的原始发力点，因此下肢乃至全身的功能信息都可以从足底压力和步态中展现出来。由于足在运动中的这一重要力学功能，人们从很早以前就开始进行足底压力以及步态等力学信息的测量分析。足底压力是人体在静止站立或动态行走时，在自身重力的作用下，在垂直方向上足底受到的地面反作用力；步态是指足部运动的姿态或者方式，步态的触觉信息特征受先天人体的脚型和后天环境习惯等的影响，反映了人体生理、结构和功能的特征和信息。检测足底压力是步态分析的一个重要组成部分，是分析和衡量异常足底应力分布和步态的基础。随着工作环境不断趋于复杂化和压力传感器技术的进步，目前主流的足底压力分布测量系统中柔性力敏传感器的传感原理基于压电、压阻和电容等，其原理均基于测量压力产生了相对应的物理效应，然后利用力与相应物理效应之间的模型关系来间接测量足底的压力。

糖尿病患者会因周围神经病变与外围血管疾病合并过高的机械压力，可引起足部软组织及骨关节系统的破坏与畸形形成，进而引发一系列的足部问题。从轻度的神经症状到严重的溃疡、感染、血管疾病和神经病变骨折等。从而糖尿病患者不但足底压升高，且足底压力会分布不均匀，可通过实时观测患者日常行走中的足底压力分布数据，分析患者的足部受力情况和步态信息，哪部分受到的压力较大，严重到什么程度，初步判断出神经病变的足部问题，可减少糖尿患者的足部溃疡发生率或缩短康复周期，对于足部问题的早期预防和治疗有重要的意义。目前还没有针对糖尿病患者的足底压力传感器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于糖尿病患者足底压力测试的柔性压力传感器，以解决目前因患糖尿病而导致足部周围神经病变乃至产生压力性溃疡的问题，而现有压力传感器无法准确测量的问题。

本发明的技术方案是：一种用于糖尿病患者足底压力测试的柔性压力传感器，所述柔性压力传感器包括从上至下依次重叠的上柔性薄膜层、上电极层、导电橡胶阵列力敏层、绝缘层、下电极层和下柔性薄膜层，其中，在上电极层设有连接到导电橡胶阵列力敏层上表面的电极，在下电极层设有连接到导电橡胶阵列力敏层下表面的电极，上电极层的电极与下电极层的电极相互垂直，电橡胶阵列力敏层包括用于布置在大拇指区域、第二趾区域、第三—五趾区域、第一中骨区域、第二三中骨区域、第四中骨区域、足弓外侧区域、跟骨内侧区域、跟骨中部区域和跟骨外侧区域的压力敏感单元，各压力敏感单元固定在上电极层和下电极层的电极交叉点的中间位置。

在上柔性薄膜层外设有上油墨层，在下柔性薄膜层外设有下油墨层。

上柔性薄膜层和下柔性薄膜层为PET聚酯薄膜。

本发明的有益效果是：与现有压力传感器相比，本发明中的柔性压力传感器在设计中针对糖尿病患者临床上胼胝和压力性溃疡多发生在前掌，从而除了根据人体足部实际压力分布来设计足底压力传感器，同时在前掌部分提升敏感单元的密度；由于传感阵列置于鞋内的鞋垫上，考虑到鞋内长时间行走的温湿度环境和步态交互中的有异物的行走舒适度，传感器阵列外层附上耐高温高湿摩擦型功能油墨，这样尽可能避免了压阻类传感器反复使用后灵敏度发生变化的问题。

另外，本发明具有高密度、高柔韧性、高耐湿热性等特点，提高了足底压力测试可靠性和便携使用性，解决了其在长时期测试中敏感单元灵敏度下降的问题。