一种脉象采集装置及其使用方法

1.一种脉象采集装置，包括传感器组(102)，脉象采集、控制及处理模块(105)，以及液晶显示模块(106)和输入按键(107)组成的人机交互接口；其特征在于，还包括充气护腕(101)，电磁阀(103)和微型气泵(104)；所述的充气护腕(101)为圆环形中空密封袋；其中，
所述的传感器组(102)固定在所述充气护腕(101)的内侧，所述充气护腕(101)上安装有与充气护腕连通的电磁阀(103)以及微型气泵(104)；所述的脉象采集、控制及处理模块(105)与所述的传感器组(102)电连接，并连接到所述电磁阀(103)和微型气泵(104)上；所述充气护腕(101)上还安装有所述的液晶显示模块(106)和输入按键(107)。
2.根据权利要求1所述的脉象采集装置，其特征在于，所述传感器组(102)由3个传感器组成，所述的3个传感器都位于所述充气护腕(101)的内侧，3个传感器成线形排列，且位于手臂的轴线方向上，所述3个传感器分别对应人体手腕的寸、关、尺三个脉位。
3.根据权利要求1所述的脉象采集装置，其特征在于，所述的传感器组(102)分为三个单元，每个传感器单元包括至少两个传感器，所述传感器单元间成线形排列，且位于手臂的轴线方向上，所述三个传感器单元分别对应人体手腕的寸、关、尺三个脉位。
4.根据权利要求3所述的脉象采集装置，其特征在于，所述的传感器单元内有4个传感器，所述的4个传感器紧密排列成四方形。
5.根据权利要求1所述的脉象采集装置，其特征在于，所述的脉象采集、控制及处理模块(105)中包含有用于对脉象采集时的切脉压力进行控制调节的护腕压力控制模块，所述的护腕压力控制模块包括用于对传感器所受到的切脉压力进行检测的切脉压力检测单元(401)、用于控制微型气泵的微型气泵控制单元(402)，以及用于控制电磁阀的电磁阀控制单元(403)。

一种脉象采集装置及其使用方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及中医医疗领域，特别涉及一种脉象采集装置及其使用方法。\n背景技术\n[0002] 中华医学在世界医学体系中占有着重要的地位，中国脉诊学在医学领域独树一帜、自成体系，有两千多年的历史。诊脉是中医诊断的常用手段，并且积累了丰富的经验，成为中医有代表性的极为珍贵的遗产。\n[0003] 脉象是指医生按脉时，脉搏跳动应指的形象。它综合反映了脉位的深浅、至数的快慢、节律的均匀、形状的大小与长短、力量的强弱，以及脉搏的来势是否流利等等。脉诊的任务就是通过诊察脉搏的位、数、形、势与其性质的变化，以达到辨识病证的部位，性质和机体正邪盛衰的情况。\n[0004] 按照中医的传统习惯，应当在病患者手腕寸、关、尺三个部位上同时检测中医脉象，这样才能得到更加全面的脉象信息。因此，就需要用寸部、关部和尺部三个脉象换能器同时进行检测的中医脉象检测装置，这样的检测装置称为三道中医脉象检测装置，有时也被简化为一个换能器依次在寸、关、尺三个部位上进行检测，这种装置被称为单道中医脉象检测装置。\n[0005] 在进行脉诊时常使用举按法来寻找、诊断脉象。举按法是诊脉时经常使用的以三种不同的指力和按指位置以探索脉象的一种手法。用轻指力按在皮肤上叫举，又叫浮取或轻取；用重指力按在筋骨间，叫按，又叫沉取或重取；指力不轻不重，还可亦轻亦重，以委曲求之叫寻。有种诊脉过程描述为“触脉时用力要由轻渐重，采用浮取、中取、沉取的三种方式，先别其脉的深度，在察其脉的速度，知其脉的强度，最后定其脉的属性。”，可见脉象诊断时，切脉压力的重要性。但目前的脉象采集装置中，大多数对切脉压力没有进行监控和定量的控制，这样就没有很好的体现出脉象采集时，浮取、中取、沉取的各自特点，同时也给在判断脉象幅度上带来了一定困难。\n[0006] 目前已出现众多的脉象采集装置，但这些装置或者无法实现对寸、关、尺三个脉象部位的同时检测，或无法实现对切脉压力的自动调节，或结构过于复杂、使用不便。下面选取几种现有技术中典型的脉象检测装置，对它们所存在的缺点进行具体说明。\n[0007] 专利号为92113134.8的中国发明专利“脉象仪”采用复合式传感器，通过光电传感器进行脉象检测，通过压力传感器对切脉压力进行检测，但其整体结构采用了台架式结构，因而结构复杂而且笨重，并且只具有一个传感器点，只能做到单点检测。\n[0008] 专利号为96209667.9的中国发明专利“一种用于电子脉象诊断仪的手腕式探测器”提出了一种手腕式探测器，其中采用了三个脉象传感器，这样可以对寸、关、尺三个脉象部位同时检测，但由于传感器数目的限制，仍不能对每个部位进行更详细的探测，同时由于只是采用了一种简单手腕固定带的固定方式，因此对于切脉压力的施加仍需要反复控制，仍不便于用户使用。\n[0009] 申请号为200510115279.9的中国发明专利“一种脉象检测装置”中提出了一个传感器组的实例，每个传感器组中放置微型传感器个数为9-320个，这样可以很好地检测每个脉位的详细信息。但是，该装置对传感器的技术要求给微型传感器的制造提出了很高的要求，而根据实际分析，认为每个脉位也没必要使用那么多的传感器单元。该装置本身又采用了极其复杂的机械结构，给用户的携带和使用仍带来了很大的不便。\n[0010] 在申请号为200610009639.1的中国发明专利“自动调节切脉压力的脉象检测装置及脉象特征提取方法”中提供了一种自动调节切脉压力的装置结构，实现了切脉压力的自动调节，这样就可以实现中医脉诊时浮取、中取、沉取手法，为分析脉象“位、形、势、数”等方面提供更准确的信息，但其采用的结构通过光电传感器检测脉象信息，通过压力传感器来检测切脉压力，通过步进电机来实现切脉压力的自动控制，但这样就要求了极其复杂的机械结构和笨重的体积，非常不便于测量。\n[0011] 发明内容\n[0012] 因此，本发明的目的是克服现有的脉象采集装置检测性能不全面，结构过于复杂，使用不便等缺陷，从而提供一种结构简单、功能齐全、使用方便、便于携带的脉象采集装置。\n[0013] 为了实现上述目的，本发明提供了一种脉象采集装置，包括传感器组，脉象采集、控制及处理模块，以及液晶显示模块和输入按键组成的人机交互接口；还包括充气护腕，电磁阀和微型气泵；所述的充气护腕为圆环形中空密封袋；其中，\n[0014] 所述的传感器组固定在所述充气护腕的内侧，所述充气护腕上安装有与充气护腕连通的电磁阀以及微型气泵；所述的脉象采集、控制及处理模块与所述的传感器组电连接，并连接到所述电磁阀和微型气泵上；所述充气护腕上还安装有所述的液晶显示模块和输入按键。\n[0015] 上述技术方案中，所述传感器组由3个传感器组成，所述的3个传感器都位于所述充气护腕的内侧，3个传感器成线形排列，且位于手臂的轴线方向上，所述3个传感器分别对应人体手腕的寸、关、尺三个脉位。\n[0016] 上述技术方案中，所述的传感器组分为三个单元，每个传感器单元包括至少两个传感器，所述传感器单元间成线形排列，且位于手臂的轴线方向上，所述三个传感器单元分别对应人体手腕的寸、关、尺三个脉位。\n[0017] 所述的传感器单元内有4个传感器，所述的4个传感器紧密排列成四方形。\n[0018] 上述技术方案中，所述的脉象采集、控制及处理模块中包含有用于对脉象采集时的切脉压力进行控制的护腕压力控制模块，所述的护腕压力控制模块包括用于对传感器所受到的切脉压力进行检测的切脉压力检测单元、用于控制微型气泵的微型气泵控制单元，以及用于控制电磁阀的电磁阀控制单元。\n[0019] 本发明还提供了一种脉象采集装置的使用方法，包括以下步骤：\n[0020] 步骤1)、脉象采集装置在工作前，对脉象采集装置做初始化操作；所述的初始化操作包括设定测量参数，设定切脉压力的采集通道、大小，设定终端工作模式；\n[0021] 步骤2)、开始对所述的充气护腕进行充气；\n[0022] 步骤3)、利用所述充气护腕上的传感器，实时检测切脉压力，将检测到的切脉压力与初始化操作中所设定的切脉压力大小进行比较，直至切脉压力的大小达到设定值；\n[0023] 步骤4)、停止对充气护腕的充气动作；\n[0024] 步骤5)、实时采集脉象信息，并对所采集的脉象信息进行转换；\n[0025] 步骤6)、在脉象信息实时采集过程中，同时对切脉压力进行检测，若所述切脉压力降低到设定的范围外，则重新执行步骤2)；\n[0026] 步骤7)、用户停止测量，对所述的充气护腕进行放气操作。\n[0027] 在对所述的充气护腕进行充气时，首先使电磁阀开始工作，关闭所述充气护腕的出气口；然后启动微型气泵，开始对所述充气护腕的充气过程。\n[0028] 在所述步骤4)中，停止对充气护腕充气时，使所述的电磁阀保持在工作状态，以关闭充气护腕的出气口，并使微型气泵停止工作。\n[0029] 在所述的步骤7)中，对所述的充气护腕进行放气操作时，关闭微型气泵，并使电磁阀停止工作，打开出气口放气。\n[0030] 本发明的优点在于：\n[0031] 1、本发明的脉象采集装置中使用了传感器组，利用传感器组对寸、关、尺三个脉位做同步检测，为每个脉位提供了更加详尽的脉象信息，使人们可以更好地分析脉象的“位、形、势、数”等方面的问题。\n[0032] 2、本发明的脉象采集装置通过使用护腕式固定方法，使传感器定位更加方便、准确，同时使用户使用起来更加方便，并且为便携式测量提供了可能，使本装置可以用于实时监测。\n[0033] 3、本发明的脉象采集装置中使用可充气式的护腕，通过护腕充气控制结构，即可实现对护腕压力的控制，从而对测量时的切脉压力实现自动控制。这样就使脉象采集更加贴近于传统中医脉象诊断手法，可以实现浮取、中取、沉取等手法，使脉象检测更加准确。此外，这种结构与现有技术相比更加简单、小巧，更适合于便携式测量，同时成本更低。\n附图说明\n[0034] 以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：\n[0035] 图1为本发明的脉象采集装置的结构图；\n[0036] 图2为传感器组的结构示意图。\n[0037] 图3为传感器组安装示意图。\n[0038] 图4为切脉压力检测及控制结构框图。\n[0039] 图5为切脉压力自动控制流程图。\n具体实施方式\n[0040] 下面结合附图和具体实施方式，对本发明的脉象采集装置进行说明。\n[0041] 图1是本发明的脉象采集装置的一种最佳实施方式，该装置包括充气护腕101，传感器组102，电磁阀103，微型气泵104，脉象采集、控制及处理模块105，液晶显示模块106和输入按键107组成的人机交互接口，以及电池108。其中，传感器组102固定在充气护腕\n101的内侧，充气护腕101的顶部有一个方盒状的壳体，壳体的顶部安装有液晶显示模块\n106和输入按键107，在壳体内侧安装有与充气护腕101连通的电磁阀103以及微型气泵\n104，脉象采集、控制及处理模块105安装在壳体内，它与固定在充气护腕101内侧的传感器组102电连接，同时还连接到电磁阀103和微型气泵104上。电池108也被安装在壳体内，它与脉象采集装置中除充气护腕101外的其他模块电连接。\n[0042] 充气护腕101的目的是为传感器组102的安放和脉象的测量带来方便。充气护腕是圆环形中空密封袋，传感器组102被固定于充气护腕101的内侧，当用户将手腕套入充气护腕101后，传感器组102中的传感器紧贴人体手腕的寸、关、尺部位，从而实现脉象测量时的快速定位。此外，充气护腕101可通过给护腕冲入气体，向安装于充气护腕内部的传感器组施加一定的压力，从而实现对人体手腕的切脉压力，而通过对护腕的充气或放气动作，则可实现对切脉压力大小的调节。\n[0043] 传感器组102是一组传感器的组合，图1中展示了传感器组102的一种实现方式。\n从图中可以看出，传感器组102由3个传感器组成，3个传感器位于充气护腕101的内侧，三者之间成线形排列，且位于手臂的轴线方向上，三者相互间隔在6mm左右，使得3个传感器可分别对应人体手腕的寸、关、尺三个脉位。\n[0044] 在图2和图3中，展示了传感器组102的一种更佳实施方式。如图2所示，传感器组102由12个微型脉象传感器组成，每个微型脉象传感器的直径为6mm，厚度为5mm。12个微型脉象传感器分为三个单元，每个单元包括4个微型脉象传感器，相邻单元之间的距离约在6mm左右。在每个单元中，4个微型脉象传感器紧密排列成四方形。如图3所示，传感器单元间成线形排列，且位于手臂的轴线方向上。传感器单元的这种排列方式使得整个传感器组102的形状正好符合传统中医脉诊中通过食指，中指，无名指来进行切脉的手法，三个传感器单元同时对应于寸、关、尺三个脉位，由于每个脉位由四个微型脉象传感器来进行脉象采集，因此最终可检测到更加丰富的脉象信息。\n[0045] 传感器组102接收到脉象信号后，将所接收到的信号传输到后续的脉象采集、控制及处理模块105中。\n[0046] 电磁阀103与微型气泵104共同完成对充气护腕101的充放气动作，以实现对本发明的脉象采集装置的切脉压力控制。其中，电磁阀103的作用是控制充气护腕放气口的开关动作，当电磁阀103工作时，充气护腕的放气口关闭。微型气泵104的作用是对充气护腕的充气口进行充气动作，当微型气泵104工作时，向充气护腕充气。\n[0047] 脉象采集、控制及处理模块105的作用是对人体手腕的切脉压力进行控制，并实现对脉象信号的采集，以及与脉象相关数据的处理、传输。\n[0048] 将脉象采集、控制及处理模块105与电磁阀103、微型气泵104相结合，可实现本发明的脉象采集装置对切脉压力的控制。脉象采集、控制及处理模块105中与切脉压力控制相关的部分可称为护腕压力控制模块，图4是该模块的功能框图。从图中可以看出，护腕压力控制模块按照功能可以分为切脉压力检测单元401、微型气泵控制单元402和电磁阀控制单元403。其中，切脉压力检测单元401对当前传感器所受到的压力进行检测；微型气泵控制单元402的作用是控制微型气泵104。电磁阀控制单元403的作用是对电磁阀103进行控制。在护腕压力控制模块中，通过切脉压力检测单元401、微型气泵控制单元402、电磁阀控制单元403三者间的协同工作，组成一个闭环系统，可实现切脉压力的自动控制。在控制过程中，将当前切脉压力的测量结果与切脉压力的目标大小之间进行比较，根据比较的结果决定是否需要调节切脉压力的大小，在需要调节的前提下，在微型气泵控制单元402的控制下通过微型气泵104向充气式护腕充入气体，以增大切脉压力，或在电磁阀控制单元403的控制下通过电磁阀103释放气体，以减小切脉压力。由此，即可实现浮取、中取、沉取三种不同的采集方式。\n[0049] 前述切脉压力检测单元401具有多种实现方式，在一个实施例中，对传感器所接收到的信号进行直流成分的提取，通过所提取直流成分的大小得到传感器所受到压力的大小，在该实施例中，切脉压力检测单元401可通过积分器实现，由积分器对信号做积分处理即可得到近似的直流成分。在另一个实施例中，也可以通过专用压力传感器提取当前传感器所收到的压力。\n[0050] 脉象采集、控制及处理模块105除了要完成上述的切脉压力控制外，还要实现对脉象信号的采集，以及与脉象相关数据的处理、传输。所述的对脉象信号的采集是指从传感器组102接收包含有脉象信息的模拟信号，然后对所接收到的模拟信号进行模数转换，并对转换后的信号做数字滤波、数据压缩以及数据传输等操作。通过数据传输操作，可将本发明的脉象采集装置所采集到的脉象数据上传到PC主机，以便做进一步的处理工作。数据传输的实现方式可以是无线传输，也可以是有线传输，或存储到外带的存储介质中以实现脉象数据的转移。上述处理过程的实现可采用成熟的现有技术，在本实施例中不再详细说明。\n[0051] 液晶显示模块106和输入按键107组成人机交互接口，通过人机交互接口，用户可以很好地对测量参数进行设置，并了解整个系统的当前状态。\n[0052] 电池108的作用是为本发明的脉象采集装置提供电能。\n[0053] 如图5所示，本发明的脉象采集装置的使用方法如下：\n[0054] 步骤00、对脉象采集装置做初始化操作，该初始化操作包括设定测量参数，设定切脉压力的采集通道、大小，设定终端工作模式等；\n[0055] 步骤10、开始对充气护腕充气；\n[0056] 本步骤的具体实现如下：\n[0057] 步骤11、电磁阀开始工作，关闭充气护腕的出气口；\n[0058] 步骤12、启动微型气泵，开始对充气护腕进行充气；\n[0059] 步骤20、利用充气护腕上的传感器，实时检测切脉压力，将检测到的切脉压力与初始化操作中所设定的切脉压力大小进行比较，直至切脉压力的大小达到设定值；\n[0060] 步骤30、停止对充气护腕的充气动作；\n[0061] 在停止充气时，控制微型气泵，使之停止工作，同时应保持电磁阀在工作状态，使得充气护腕的出气口关闭，以保持一定的切脉压力。\n[0062] 步骤40、通过传感器实时采集脉象信息，并对所采集的脉象信息进行转换。\n[0063] 步骤50、在脉象信息采集过程中，同时对切脉压力进行检测，若切脉压力降低到设定的范围外，则重新执行步骤10；\n[0064] 步骤60、用户停止测量，关闭微型气泵，并使电磁阀停止工作，打开出气口放气。\n[0065] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。