【毕业学位论文】嵌入芯片式人体脉搏监测服装的研究

分类号 1 学校代码 10495 号 0915123022武汉纺织大学硕 士 学 位 论 文嵌入芯片式人体脉搏监测服装的研究作者姓名： 徐晶晶指导教师： 张如全学科门类： 工 学专 业： 物理电子学研究方向： 嵌入芯片式智能防护型服装完成日期： 二零一二年三月on 入芯片式人体脉搏监测服装的研究专业：物理电子学硕士生：徐晶晶指导老师：张如全摘要从传统中华医学著名的脉诊，到现代医学对心血管系统及其疾病的深入研究，充分说明了人体脉搏与疾病尤其是心血管类疾病之间的密切关系。脉搏信号中含有许多生理信息，对脉搏进行检测和信息分析，便于对人体生理健康状况的变化趋势及早了解，从而进行早防御、早治疗，尤其是对心血管疾病和慢性疾病的预防和诊治有着重要的指导作用。本文采用宏观上描述出脉搏波的平均特征，并在时频域中研究了脉搏波的特征，通过对不同年龄段人群的脉搏波形图和频谱图的对比，找出波形和能量在不同年龄段人群中的一般变化规律。在脉象脉图理论的基础上，总结出不同脉象与可能出现的心血管疾病之间的联系。本文分析研究了现有的脉搏信号测量技术及其处理方法，以单片机作为下位机，利用 脉搏信号进行数字滤波和信号处理，实现了脉搏信号的采集，脉搏波形的实时显示以及数据的存储等功能。在本文最后，通过将现代纺织技术与电子技术进行融合，在传统的服装上实现对人体脉搏的监测，增加服装的功能性。采用导电纱作为电路模块间的连接部件，克服了传统电子服装不耐水洗，柔软性差、服装舒适性差的难点。电子器件可以根据服装的款式灵活配置，服装的实用性得到加强。本课题要求将电子设备嵌入到服装当中，且服装应具有柔软、弹性、耐用和可清洗等特点，因此要解决服装中存在的一些问题，比如导线连接的可靠性、服装的舒适性和电路的防短路问题等。关键词：脉搏波；频域分析；导电纱；中医脉诊研究类型: 应用研究on to it on an in we of to of of to on of to as we as to C as of of to as to as in be so as to of to of as K 1 绪论.课题的研究背景及意义.脉搏监测服装研究的发展.本论文的研究内容.搏基础理论. 脉搏波的形成机理. 脉搏、脉象及脉图. 脉搏信号的特点及主要研究方法. 本章小结.搏传感器的选择及制作. 脉搏传感器的选择. . 本章小结.于. 系统总体设计方案. 前置放大电路的设计. 滤波电路.相输入一阶低通滤波电路.阶低通滤波器.电压抬升电路.A/.算分辨率和转换频率. 系统电源电路. 基于单片机的系统设计.件设计.件设计. 上位机部分软件设计.统软件设计.频域分析和参数计算. 本章小结.搏监测服装的制作研究. 电路模块中的导线连接. 电路模块的后续处理拓展. 服装的防辐射处理研究. 本章小结.搏波形分析. 脉图. 不同年龄段脉搏波形分析. 脉图与心血管疾病诊断. 本章小结.结.论11 血管疾病是危害人类健康和生命的头号疾病，而且患有心血管疾病的人数越来越多。在美国每年因这种疾病而死亡的人数约240万，心血管系统病变而引发的各类疾病约6200万，因心脏病而死亡的人数多过因其它疾病而死亡的人数总和，其中尤以高血压患者所占比率最高，现象最为普遍。我国调查显示，心血管疾病患者人数达到我国总人口的 血管疾病是目前中国人群最主要的死因，约占总死亡人数的34全国每年因心血管病死亡者高达 260万人。世界卫生组织指出目前全球每年有1700万人死于心脏病和其他心血管疾病，约占全球死亡人数的三分之一，预计到2020年这个数字将有可能突破2000万，而且患病人数有明显的逐年增加的趋势。因此，对心血管疾病的研究，已成为医学领域的当务之急。在早期对心血管疾病进行预防和诊治，以防止血管病变，从而达到降低疾病的发生概率和改善病患的健康状况的目的。在因心血管疾病而死亡的病人当中，有许多是在毫无征兆和生理预知的情况下猝死的。如何防止这类情况的发生，是我们必须面对的现实问题。当前情况下，防止猝死情况发生有两种方法：第一种是对人体生理特征进行实时监测，当有异常生理信号出现时，发出预警警示，提示人体心血管可能出现病变或恶化，并促使病人及早就医；第二种方法是从病人的饮食和日常生活入手，坚持低脂膳食，改变高脂肪饮食习惯。饮食应需多样化，保持体内酸碱度平衡，还应减少对食盐的摄入量。病人应积极参加日常生活中的劳动，参加健身运动，维持良好的血液循环，以减缓肌肉萎缩，防止肥胖，增强心脏功能，延缓生命。本课题就是将生命信息检测技术和人们日常穿戴的衣物相融合，在人体自然状态下，实时获取生命基本信息，这是一种安全的低生理、心理负荷检测技术。通过将传感器、电子技术和通信技术相融合，在服装中嵌入生理信息检测设备，就可以在日常生活中，检测穿着者的体温、心率、血压、呼吸等生理指标，让穿着者客观地了解到自身的健康状况，并作出有效的应对措施。本课题是将脉搏检测系统应用于服装领域，通过对脉搏信号的提取和测量，并对脉搏波形图进行科学的理论分析，实现心血管疾病的诊断。人体脉搏是一种常见的生理现象，它反映出人体的一些重要信息，比如心脏和血管1 绪论2状态等。脉搏测量是生理数据检测的重要部分，不但能检测出血压和血流的数据信息，而且通过研究脉搏波也能得出许多心血管疾病的诊断信息1。大量针对人体的临床实验证明：动脉粥样硬化是因血液中脂肪含量过高，造成血液粘度和流动阻力增大而引起的，当血液通过动脉血管的狭窄或弯曲部位时，极易引起血管的堵塞，影响正常的血液循环。心脏和血管组成有机的循环系统，血液在其中按照一定的方向周而复始的流动，称为血液循环，其动力来源于心脏，心脏不断作有秩序的收缩和舒张的交替活动，使血液源源不断地从心脏射入动脉，再由静脉返回心脏。心脏每收缩一次，动脉内的压力就发生一次周期性波动，而这种周期性的压力变化引起动脉血管发生波动，称此为动脉脉搏。动脉脉搏波可以沿着动脉管壁向外周血管传播，这种在空间上传播的波动称为动脉脉搏波。从力学观点上看，动脉脉搏波实际是血流波和动脉壁波动的统称，一种是在血流中传播的脉搏波，另一种是沿动脉壁传播的脉搏波，后者又是以血管壁应力波的形式传播。脉搏是人体活动最重要、最灵敏和最可靠的信息来源。脉搏波压力及波形特征变化是评价人体心血管系统生理病理状态的重要依据。无论是中医切脉或是西医心血管疾病检查，都试图从脉搏波的压力与波形变化中提取各种生理、病理信息。这是因为，当脉搏波由心脏开始向动脉系统传播时，不仅要受到心脏本身的影响，同时也受到流经各级动脉及分支中各种生理因素如血管阻力、血管壁弹性和血液粘性等的影响，使得动脉波中包含有极丰富的心血管系统生理病理信息。由此可见脉搏信号携带的信息可以反映出人体各系统特别是心血管系统生理状态，运用科学合适的处理方法就可以分析计算出心功能、心律、血液粘稠度以及血管弹力等多项有利于诊断预防的生理参数，供诊断参考。心血管系统的机能改变，常常会引起一系列的生理参数的改变，如血液流变性、血管壁的弹性等，心血管疾病患者的心血管系统实际早在出现症状的初期阶段或者处于亚健康状态时已悄悄发生变化，并在脉搏波的幅值与波形变化中得到反映2。当这些变化出现时，及时将其与健康、亚健康和疾病状态进行对比分析，并作出理论上的解释，就能在得出病变依据的基础上，尽早的发现潜在的心血管疾病致病病因，从而使病者得到警示，为心血管疾病的预防和治疗争取到宝贵的时间。本课题的研究目的和意义归纳为以下三点：（1）对电子智能服装进行初步研究。尽管电子智能服装在国外已经取得很大的成果，但国内尚处于起步阶段，在理论的基础上，进行初步的探索与实践研究，可为后续完善此类电子服装奠定实践基础。（2）探索可穿着的脉搏检测服装。脉搏包含重要的人体生命信息，是重要的体能特征，通过对脉搏的检测可对人体健康状况进行分析，对心血管疾病的防治起到重要的作用。因此选择脉搏检测服装进行研究。（3）为生理监测类服装的电子程控设计和服装的合体性提供依据。探讨脉搏与性别、年龄、体质指数及体型的关系，可为服装的数据参量服务，提供数据支持。1 子、信息、半导体、无线通讯技术与纺织、服装技术的不断发展融合，为电子纺织品的繁荣打下了坚实的基础，为智能服装的发展开辟了新的道路。电子服装将时装与高新技术融为一体，成为生活方式与高技术功能交汇点，是智能服装的重要组成部分3经过40多年的不断开发研究，智能电子服装在娱乐、日常生活管理、医疗保健、防护监测、军事及航空航天等领域的发展应用越来越成熟10随着经济的发展和生活水平的提高,人们对健康的要求越来越高,迫切需要一种方便、快捷知晓自己各项生命体征指标的方法。然而常规的医疗检测设备存在操作不方便、携带性差且数据难以进一步分析的缺点。随着传感器技术、材料技术和无线通信技术的快速发展,采用将医用监测设备与服装相结合的方法可以较好地满足人们这一需求。穿戴式多参数监测智能服饰系统是将传感器、电子织物和柔性电路板有机结合到服装中,实现了在日常生活以及作业环境下对多生理参数的动态、协同监测,具有生理信号检测、信号特征提取功能,并利用蓝牙技术完成数据的备份,以便于进一步分析,也可以利用具有蓝牙功能的通信设备,实现远程医疗服务等功能。生命体征监测服装正在经历着从第一代向第二代的过渡过程。第一代生命体征监测服装采用的是传统的面料和生命体征监测设备，通过对面料和服装结构的设计，把监测设备附加在服装上。研究人员将导线织入面料中，同时运用微电子技术使电子元件微型化，这样就可以和服装更好的结合在一起。线路和部分元件具有了防水功能，使服装方便保养。第二代生命体征监测服装是以智能元件与纤维的结合为特征的。把传感器、处理器、存储器等电子元件微型化，将这些微电子与纤维结合，制作出具有监测人体生理参数的特种纤维，再用这些特种纤维织入面料制作成服装。2002年，利用嵌入式传感器技术，并使用运算法则和软件来分析二十多种生理参数和信号。生命衫的材料为可手洗的高弹性面料，传感器一个缝在前胸肋骨的部位，另一个则缝在胸腹部之间。所有传感器和电极由安全性极高的连接器及配线网络连接到一台小型接口上，直接插在到的数据整合到生理信号数据库内，由一张记忆卡提供大量的数据存储。将采集到的最原始的信号波形通过一个带通数字滤波器，过滤呼吸过程的信号以及噪声，获得准确的心电图波形。此外意大利比萨大学、奥鲁大学、赫尔辛基理工大学等均在本世纪初对生理参数监测服装进行了类似的研究，并取得了一定的成果。国内对于这方面的专业研究相对较晚，目前正处于起步阶段，有关的研究成果有：2008年，解放军总医院的张政波，俞梦孙等人在航天医学与医学工程上发表了穿戴式、多参数协同监测系统设计。该研究将生命信息检测技术与可穿戴技术相结合，在弹性背心中嵌入各类传感器，以实现生理信号检测。1 绪论4东华大学硕士研究生石金兰和任立红发表了基于嵌入服装式心电监测的亚健康智能评估系统的论文。它是通过提取心电信号的特征参数，结合疲劳量的测试结果，利用支持向量机对样本进行亚健康评估分析。对 24位在读研究生的实验结果表明，亚健康智能评估系统效果良好，实现了从主观量表评价到生理参数评估的过渡，对于防治亚健康状况有着积极的意义。天津工业大学姜亚明教授和硕士研究生窦明池于2007年1月发表的心脏脉冲信号采集用纬编智能织物的研究中，自行设计了心脏脉冲信号采集系统，研究各种针织物拉伸性能和对人体压力的模拟测试，并研究各种伸长和张力下的心脏跳动输出电压。鉴于国内尚处于起步阶段，从电子智能服装的理论研究到实践，是一个循序渐进的过程，目前的工作只是从电子与服装的结合着手，设计可穿着的脉搏监测服装，为后续进一步的深入研究奠定实验基础。时对测量结果进行分析，并将整个脉搏测量系统应用于服装当中。论文内容的具体安排如下：第一章：论证了心血管类疾病与脉搏信号之间的关系，阐明了脉搏信号的研究意义，介绍了脉搏监测服装的研究历程及现状。第二章：介绍了脉搏信号的基础理论，脉搏信号的性质及主要研究方法。第三章：选择合适有效的脉搏传感器，并介绍传感器的制作方法。第四章：介绍了脉搏测量系统中硬件和软件的设计与实现。第五章：电子部分与服装的结合，具体解决电路模块中的导线连接问题以及电路模块嵌入到服装中的后续处理等。第六章：对脉搏波形图进行基础理论研究及分析，得出各种脉图的生理、病理意义。2 脉搏基础理论52 体的血液循环过程反映了血流动力学和血液流变学两种物理学的变化，随着心脏的收缩舒张，在动脉血管的浅表部位，可以触摸和觉察到血管的搏动，其周期和心跳一样，称为脉搏。心脏有节律地间歇性射血，所产生的脉搏波从主动脉根部出发沿着动脉管系传播，其过程大致是这样的：动脉射血时，先使靠近心脏的主动脉根部的那一段血管内血压力上升，在收缩期终止心脏停止射血时，主动脉根部血管内的血液压力下降。当血液压力上升时，由于动脉管壁是富有弹性的，其管壁因受张力将向外扩张；当血液压力下降时，由于动脉管壁的弹性回缩，管壁将向其平衡位置方向运动。这就是说，由于心脏周期性地收缩与舒张，将首先导致主动脉根部附近某一段血液压力的周期性上升与下降，同时也导致这部分血管壁周期性地扩张与回缩。当然，动脉根部附近这一段血液的压力周期性地上升与下降将直接影响到下游与其相邻的另一段血液，使其压力也跟着周期性地波动，同时与此相伴随的是下游部分血管段的管壁也将发生周期性的振荡。紧接着，这个血液段的波动又将影响其下游与其相邻的另一小段血液，如此继续下去心脏的周期性收缩与舒张形成的有节律的间歇性射血，所导致主动脉内血液压力时高时低的脉动以及动脉管壁的时张时缩的振荡，将逐步波及影响到整个动脉管系。这种血液压力波动、血管壁振荡波及整个动脉管系的过程，通常称为动脉管中脉搏波的传播。而血液压力的波动或血管壁的振荡沿着动脉管传播的速度则称为脉搏波的传播速度20。以上的分析是脉搏波前向波的传播理论，前向波在传播过程中，越远离心脏，血管的弹性模量通常越来越大，而血管横截面积则越来越小，这种血管壁弹性和横截面积的不断变化都将产生反射波，反射波的存在已被相关研究证实。反射波由外周动脉向中央动脉传播，这些往返的脉搏波的组合将构成动脉中脉搏波的特征波形。某些心血管疾病将使脉搏波的反射规律改变，从而影响了脉搏波的形状。大量研究表明，整个动脉系统的脉搏波不是全部相同的，动脉部位不同，其脉搏波形也会不同。初始波在主动脉根部产生以后，随着其传播，升支的坡度越来越大，而主波从圆顶开始上升，幅度越来越高，逐渐出现波峰。人体上、下半身动脉血管的脉搏波有所不同，脉搏波在下半身存在两种，为主波和重搏波，而相比之下上半身的脉搏波则多了一个潮波。2 象及脉图人体的可被触知的浅表动脉脉搏有着节律和频率的变化，而其节律和频率与心脏是相同的，从这里我们可以看出心脏的节律和频率也是变化的，而非一成不变，这一点在医学研究也得到了证明。不同的节律和频率的心脏搏动，产生的能量也不同，动脉血管内的血液流体力学性质就不同，管内压力、血液的流动状态都将不相同。医学中，脉搏波的频率和节律、深浅和强弱等综合反应就形成脉象，不同的患者具有各自的脉搏波特点，就具有不同的脉象。通过现代仪器描绘的脉象曲线就是脉象图，也称脉图，由于不同的生理和病理特征反应在仪器上的波形是不同的，而由数个波构成的脉图曲线，其准确程度反映出客观化程度。图2动脉开放点，即始射点，是整个脉搏波形图的最低点，标志着心脏快速射血期的开始，主要反映收缩期末血管内的压力和容积。形图的最高点，是压力最大值，也是动脉容积的最大值。此处是主波，是波形图上的一条从基线至峰顶，坡度越来越大的上升曲线；此段曲线是主波的上升阶段，反映心脏收缩造成血压迅速上升，血管壁随之突然扩张，从该段曲线的斜率可以看出，其上升速度越来越大。斜率是反映心输出量、血液射出速度、管壁弹性的量。如果心输出量较多，射血速度较快，主动脉弹性减小，则斜率较大，波幅较高；如果心输出量较少，射血速度较慢，主动脉弹性较大，则斜率减小，波幅较低。心射血停止点，此处为潮波，也叫重搏波前波。位于波形图的下降支，低于2 脉搏基础理论7主波而位置高于重搏波。它是在减慢射血期后期心室停止射血，动脉扩张，血压下降，动脉内血液逆向流动而形成的反射波，主要与外周阻力、血管弹性及降支下降速度等变化速度有关。搏波波谷，是主波下降支与重搏波上升支构成的波形向下的切迹波。它主要反应主动脉静压排空时间，是心脏收缩与舒张的分界点，易受外周阻力与降支下降速度的影响。动脉血管压力下降，进而回缩产生的波，为重搏波。它的形成主要是心脏开始舒张后，心室内压力迅速下降，血液在压差作用下迅速向心室流动，而主动脉瓣相当于一个单向阀，其关闭后阻止血液的返流，则返流的血液对其产生一个冲击作用，冲击作用使得该处的血压再次上升。整个过程是这样的：心室开始收缩，主动脉瓣开启，主动脉因射血而压力迅速上升，上升至心室排空量和主动脉排空量相等，射血期后，动脉压开始沿于主动脉受到左心室喷血的冲击形成潮波；随后主动脉瓣关闭，由主动脉根部的初始波向外传播时，受到外界因素影响而产生返折的多次叠加，由远心端向近心端回流形成重搏波g；要反映左心室的射血功能和大动脉的顺应性；要反映了动脉血管的张力，顺应性和外周阻力的大小；要反映了外周阻力的大小，外周阻力大，则 之降低。由于脉搏波波形的研究主要着眼于波形特征，所以一般用比值代替绝对值，其中比较重要的特征参数是：用幅值的比(为脉动周期。由此可以看出，脉搏波包含有丰富的心血管系统的生理病理信息21，尤其与动脉阻力、血管弹性密切相关。于周期性，前面讲过，脉搏波不是一成不变的，则信号也就不是一成不变的，实际上脉搏信号是随着人体的生理情况不断的变化，正常情况下的变化微小，而当环境、病理、心理状况改变将引起波形的较大变化。其特点为：（1）信号易受干扰由于脉搏信号幅度很小，通过传感器采集到的脉搏信号，一般是毫伏的数量级。而人体脉搏干扰因素很多，比如肌体抖动、环境造成的生理变化等，容易造成信号的采集不准确。（2）频率低人体脉搏频率一般为1率是很低的。在处理2 脉搏基础理论8脉搏信号时，可将其视为直流信号或者低频交流信号。（3）不稳定性脉搏信号干扰因素很多，如客观环境、气候、时间和主观的生理、病理、心理等因素都能对其产生影响，不同的因素都将造成信号的改变，有时在多种因素的综合作用下，不同的疾病却出现相同的信号，而以上因素都具有不确定性，对单独因素进行分析准确性也不能得到保证，综合作用下的分析研究的难度就更大，这样就增加了脉搏信号研究的难度，不便于准确的分析，对结果的准确度产生重大的影响。针对脉搏信号的这些特点，脉搏波有以下这些主要的研究方法22：（1）时域分析法目前国内对脉象信号的特征提取方法，多数采用时域分析法，即在时间方向分析波动信号的动态特征，通过对主波、重搏前波、重搏波的高度、比值、时值、夹角、面积值的参量分析，找出某些特征与脉象变化的内在联系。时域分析法包括直观形态法、多因素识脉法、脉象速率图法、脉图面积法、直观形态法。（2）频域分析法频域分析主要是通过离散快速傅里叶变换，将时域的脉搏波曲线变换到频域，得到相应的脉搏频谱曲线，通过频谱曲线的特征分析，从中提取与人体生理病理相应的信息，实现脉象分类。由于脉搏波频域特征相对时域特征具有较好的分辨性，因此 80年代以来很多研究人员通过时域与频域的变换，在频域方向上研究分析脉搏信号，并取得了一定的研究成果。相对较高的分辨性，使得频域分析方法具有较强的适用性和相对较高的正确性。在不同疾病的人体脉搏信号分析中，将时域转换的各自的频域曲线进行对比，从能量角度研究各曲线的特征，并运用倒谱与同态解卷技术分析频率特性，得到传递函数。（3）时频域分析法顾名思义，时频域分析法就是将时域和频域联合起来对信号进行分析的方法。其分析方法是用时间和频率两个变量来表达一维信号，通过两者之间的关系建立函数，进而得到与时间相应的谱成分。（4）短时傅里叶变换方法短时傅里叶变换是一种线性变换，对于信号局部段，其频谱与正弦波幅度成线性关系，傅里叶变换方法就是一种依赖于这一线性特性的变换方法。其优点是原理简单、物理意义合理、计算简洁有效，而其缺陷是对非线性问题无法解决，频率随时间的变化无法表达，时间频率窗不灵活，也即该方法不能兼顾频率和时间分辨率，两者无法同时达到最佳。（5）小波分析方法在小波分析法的时频平面上，时间和频率分辨率灵活可变，是另外一种重要的线性2 脉搏基础理论9时频表示方法，其时间和频率分辨率是可变的，通过细化处理信号，达到高低频区的分辨。小波变换解决了傅里叶变换不能解决的问题，是处理非平稳信号的重要工具，自然可用于分析脉搏信号。在一个周期正常脉图中，通过对脉图各曲线和某些特殊点的分析，研究正常生理脉图的特点和生理意义，介绍了人体脉搏波信号的特性，并依据这些特点提供几种常用的研究方法。3 脉搏传感器的选择及制作103 何提取脉搏信号是本课题成败的重中之重，脉搏信号提取的准确度将直接关系到脉搏数据的分析结果和最终显示的脉图的正确与否。所以，于脉搏测量系统的设计而言，选择有效、合适的脉搏传感器尤其重要。脉搏传感器的工作原理就是传感器感受切脉和桡动脉搏动压力，并将其转换为可以测量的电量。目前，有多种脉搏传感器应用于实验研究和医用设备领域。电阻应变式、光电式、超声多普勒式和电阻抗式是单从测量原理上对脉搏传感器进行区分的。从感压触头的结构形式和材料来分的话，脉搏传感器有刚性触头和软接触触头式两种。通过对两者的对比，发现软接触式脉搏传感器有以下几个特点23：（1）一般来说，软接触式传感器接触面积大，取脉较为容易，通常将接触面制成12）它的接触面十分柔软，将其紧贴于手腕脉搏处，不会对皮肤有损伤。（3）它使用具有柔韧特性的材料来进行制作，这就使得传感器系统的频响大大降低。在传感器的制作过程中一旦处理不妥，脉搏波形很容易失真。（4）其橡胶材料容易产生老化现象，且它的机械物理性能不很稳定，导致传感器的技术参数难以在长时间的工作状态中保持稳定。更为重要的是，因为它的接触面积比较大，作用于接触面的脉搏压力容易出现不均匀和位置上的偏移，导致最终的脉图出现不准确。（5）软接触式脉搏传感器制作工艺很繁琐，容易产生损伤，使用寿命不长。考虑到本课题对脉搏测量所需精度的要求和服装对材料的柔性要求，特选定了偏氟乙烯)压电传感器。有特殊的介电效应、压电效应、热电效应的性能。相对于传统的压电材料(如陶瓷)来说，态幅度更大、压电灵敏度更高、机械性能强度更高、更加易于声阻抗匹配，并且它的质地轻柔、抗冲击不易变形、耐水洗、不易受化学污染、易制作出不同形状等。它的应用领域十分广泛，几乎在所有领域都能进行大范围的使用24这是一种软接触式的无创伤脉搏传感器，它的优势可归纳为以下几点：（1）压电常数大，变力响应灵敏度高。同等条件下，它的电荷输出是石英晶体十倍有余, 在众多压电材料中，其压电输出电压常数g=174是最高的。3 脉搏传感器的选择及制作11（2）在外界变化的交流电场中，电场的作用不会导致 且它能输出较大功率。因为换能器单位体积最大输出功率正比于机电耦合系数和能承受的最大电场强度的平方。（3）制作相对简单，材料质地轻柔,与人体组织的阻抗耦合度高，使得脉搏信号无失真的通过外，由于薄膜与人的皮肤很相似,还可以进行仿生触觉传感器的制作。（4）机械品质因素低，阻尼和密度均很小，具有宽带特性，可以满足脉搏信号的低频特性。人体的脉搏频率非常低，体正常脉搏频率为1赫兹左