CN101978930A - 一种因人制宜的、点阵式、自适应的脉象检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种因人制宜的、点阵式、自适应的脉象检测装置及其方法，其以自适应初始化的方法，解决切脉压力客观化的问题，可以自动适应不同人体、因人制宜的调节切脉压力、以点阵的方法获取足够的脉搏信息，该装置包括点阵式传感器平台、腕托、数据存储与计算装置、步进电机和信号传导装置；点阵式传感器平台由纵向最少为9个、横向最少为5个的探测单元矩阵、固定板和制动板组成。本发明可以适应个体差异，客观化的确定不同个体需要的浮、中、沉取的切脉压力；解读脉搏矩阵上每一点对应的脏器状况，大大增加信息的摄入量，全息的表达患者身体的内部状况，从而可以与现代可视化诊断结果进行比较分析，通过循证医学的方式确定脉象诊断方法的科学性。

Description

一种因人制宜的、点阵式、自适应的脉象检测装置及其方法 

技术领域

本发明涉及一种医用传感装置及检测方法，特别涉及一种可以自动适应不同人体的实际情况、因人制宜的调节切脉压力、以点阵的方法获取足够的脉搏信息，模拟中医师切脉的中医脉象检测装置和检测方法。 

背景技术

脉诊是中医四诊之一，通过中医师以手指触压患者寸口桡动脉的寸、关、尺三个部位，并施加浮、中、沉三种不同的压力，来感受患者脉搏的变化。脉搏的浮沉、强弱、形状、宽度和节律等信息，被称为脉象。有经验的医生，可以通过脉象了解患者的机体内在状况。然而，传统的中医脉诊对医生的经验依赖很大，并且有很大的主观性，无法开展循证医学研究，不利于脉诊技术的传承和推广。 

几十年来，人们在脉诊客观化研究方面不断取得进展，从早期的着重于研发不同类型的传感器，到后期重视切脉压力的自动调节。例如中国专利200610009639.1涉及的“自动调节切脉压力的脉象检测装置和脉象特征提取方法”，使用光电传感、自动加压装置；不过在临床实践中，人有肥瘦壮弱，不同个体的皮下脂肪和肌肉的厚度和密度均有不同，即使桡动脉处血管至皮表的厚度相同，不同个体的肉体弹性也各不同，依靠光电传感、压力反馈算法是无法适应实际临床需求的。中国专利200610119382.5涉及的“多点式、三部位、自动加压式中医脉搏检测装置及其方法”，使用三个探头、各探头分别自动加压的装置；不过在临床实践角度，该方案一方面可以活动的探头数太少，无法获取足够的脉象信息，另一方面虽然 提及了自动调节浮、中、沉的切脉压力，但是如何对浮、中、沉压力进行客观化定量没有任何涉及。 

依据传统中医理论，右手寸、关、尺对应肺、脾胃、肾肠；左手寸、关、尺对应心、肝、肾膀胱。在临床实践中，有经验的医师基本验证了以上理论，并且发现不但三部可以进一步细分化为上中下三部分，例如寸上、寸中、寸下，而且每个部在宽度上也可以细分为3或者5个部分，例如寸(桡动脉正上方)、寸内(诊脉时桡动脉偏身体的一侧)、寸外(诊脉时桡动脉偏外的一侧)，有些老专家更可诊得寸外偏内(寸外与寸之间)、寸内偏外(寸内与寸之间)；每一个细分的部分，均可对应人体某个脏器的某个部位。随着各种现代医学检测设备的应用，例如B超、CT等等，医师随时可以将可视化诊断结果与脉诊所得加以验证与对应。因此，现有的脉象检测装置，探头数均是远远不足于临床需求。一台拥有5x9点阵的脉象检测装置所获得的信息，才刚刚足够与现代可视化诊断结果进行比较分析，通过循证医学的方式建立脉象诊断数据库，用统计学的方法确定脉象诊断方法的科学性。 

发明内容

由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种因人制宜的、点阵式、自适应的脉象检测装置及其方法，其可以自动适应不同人体的实际情况、因人制宜的调节切脉压力、以点阵的方法获取足够的脉搏信息，模拟中医师切脉。利用本发明，可以客观化的确定不同个体需要的浮、中、沉的切脉压力，并且获取最小面积为5x9的脉搏矩阵信息，解读每一点对应的脏器状况。 

为实现本发明的目的，本发明提出一种因人制宜的、点阵式、自适应 的脉象检测装置，包括一点阵式传感器平台、一腕托、一数据存储与计算装置、一步进电机和一信号传导装置；所述点阵式传感器平台由纵向最少为9个、横向最少为5个的探测单元矩阵、一固定板和一制动板组成，该制动板置于固定板上，该探测单元由依序连接的杆帽、活动杆、探头、传感器及置于活动杆上的压力弹簧组成，该活动杆沿着所述固定板上的内孔壁上下滑动，且与所述制动板的内孔壁咬合制动；所述步进电机与点阵式传感器平台连接且通过所述信号传导装置将所述点阵式传感器平台感测到的信号传输到所述数据存储与计算装置，该数据存储与计算装置再通过所述信号传导装置将其发出的控制信号传输到所述步进电机。 

作为本发明的进一步特征，本发明所述点阵式传感器平台纵向为大于9的3的倍数，横向为大于5的奇数。 

作为本发明的进一步特征，本发明所述腕托由底座上设有衬垫和桡骨茎突标志组成。 

为实现本发明的目的，本发明还提出一种脉象检测方法，其包括以下步骤： 

1)将手腕与所述腕托进行定位； 

2)使所述点阵式传感器平台的探头顺应手腕的外形形成与手腕皮肤柔性的接触； 

3)进入切脉压力自适应初始化步骤：其包括 

①驱动所述步进电机，所述点阵式传感器平台逐步下移，当其中所述某个传感器开始出现脉搏信号时，记录该传感器的垂直位置为Z1，脉搏信号为P1； 

②所述点阵式传感器平台继续下移，如步骤①一样依次记录所述其他传感 器的垂直位置、脉搏信号为分别为(Z2，P2)...(Zn，Pn)； 

③当所有传感器脉搏信号消失时，所述点阵式传感器平台停止下移，并对每一个传感器信号单独进行积分，以积分值最大的传感器信号为基准，对其进行归一化处理，绘制正态分布曲线，曲线内包容的面积等于1，且使浮取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z浮”，在所述正态分布曲线图里，“Z浮”以左面积小于等于0.35；使中取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z中”，在正态分布曲线图里，“Z中”以左面积小于等于0.5；使沉取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z沉”，在正态分布曲线图里，“Z沉”以左面积小于等于0.65； 

4)进行脉象信号数据采集，包括：步进电机开始驱动，点阵式传感器平台向上移动至“Z沉”，采集所有传感器的信号，获得沉取时的脉搏矩阵；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台继续向上移动至“Z中”，采集所有传感器的信号，获得中取时的脉搏矩阵；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台继续向上移动至“Z浮”，获得浮取时的脉搏矩阵。 

作为本发明的进一步特征，所述步骤2)包括：平移制动板，解除其与活动杆的咬合状态；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台逐步下移，与皮肤接触的传感器产生信号；当所有的传感器均有信号产生时，说明所有的传感器均已和皮肤发生接触，步进电机停止；此时，所有探头在弹簧作用下，顺应腕部的外形，形成柔性的接触状态，制动板平移，与活动杆咬合制动，固定所有的探测单元 

作为本发明的进一步特征，所述“Z浮”以左的面积小于等于0.05，“Z沉”以左面积小于等于0.95。 

作为本发明的进一步特征，所述“Z浮”以左的面积小于等于0.1，“Z沉”以左面积小于等于0.9。 

作为本发明的进一步特征，所述“Z浮”以左的面积小于等于0.2，“Z沉”以左面积小于等于0.8 

由于采用以上技术方案，本发明能适应人群的个体差异，因人制宜的控制浮、中、沉取的切脉压力，保证脉搏信息的采集不失真、不走样；采用点阵式传感器矩阵，大大增加了信息的摄入量，全息的表达患者的身体内部状况；作为一种无创伤的医用检测装置，在使用上具有简便、快速、客观、可循证的优点。 

附图说明

图1为本发明的脉象检测装置的框图 

图2A、2B分别为本发明探测单元的活动状态与制动状态示意图 

图3为本发明5x9点阵式传感器平台 

图4为本发明的腕托结构示意图 

图5为本发明的正态分布曲线并显示浮、中、沉取的位置示意图 

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明： 

如图1、2A、2B及3所示，本发明的一种因人制宜的、点阵式、自适应的脉象检测装置，包括点阵式传感器平台3、一腕托、一数据存储与计算装置4、步进电机1和信号传导装置2；点阵式传感器平台由纵向最少为9个、横向最少为5个的探测单元矩阵、固定板6和制动板7组成，该制动板7置于固定板6上，该探测单元5由依序连接的杆帽8、活动杆9、探头 11、传感器12及置于活动杆9上的压力弹簧10组成，该活动杆9沿着固定板6上的内孔壁上下滑动，且与制动板7的内孔壁咬合制动；步进电机1与点阵式传感器平台3连接且通过信号传导装置2将点阵式传感器平台3感测到的信号传输到数据存储与计算装置4，该数据存储与计算装置4再通过信号传导装置2将其发出的控制信号传输到步进电机1。 

根据需要，本发明点阵式传感器平台3纵向单元数可设为任意大于9的3的倍数，横向单元数可设为任意大于5的奇数。 

如图4所示，本发明腕托由底座13上设有衬垫14和桡骨茎突标志15组成。 

根据本发明的检测装置，实现的脉象检测方法，其包括以下步骤： 

1)将手腕与腕托进行定位，即将手腕搁在腕托上，将桡骨茎突对齐桡骨茎突标志； 

2)使所述点阵式传感器平台的探头顺应手腕的外形形成与手腕皮肤柔性的接触，其包括：平移制动板，解除其与活动杆的咬合状态；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台逐步下移，与皮肤接触的传感器产生信号；当所有的传感器均有信号产生时，说明所有的传感器均已和皮肤发生接触，步进电机停止；此时，所有探头在弹簧作用下，顺应腕部的外形，形成柔性的接触状态，制动板平移，与活动杆咬合制动，固定所有的探测单元； 

3)进入切脉压力自适应初始化步骤：其包括 

①驱动所述步进电机，所述点阵式传感器平台逐步下移，当其中所述某个传感器开始出现脉搏信号时，记录该传感器的垂直位置为Z1，脉搏信号 为P1； 

②所述点阵式传感器平台继续下移，如步骤①一样依次记录所述其他传感器的垂直位置、脉搏信号为分别为(Z2，P2)...(Zn，Pn)； 

③当所有传感器脉搏信号消失时，所述点阵式传感器平台停止下移，并对每一个传感器信号单独进行积分，以积分值最大的传感器信号为基准，对其进行归一化处理，绘制正态分布曲线，曲线内包容的面积等于1，且使浮取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z浮”，在如图5所示的正态分布曲线图里，“Z浮”以左面积小于等于0.35；使中取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z中”，在正态分布曲线图里，“Z中”以左面积小于等于0.5；使沉取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z沉”，在正态分布曲线图里，“Z沉”以左面积小于等于0.65； 

4)进行脉象信号数据采集，包括：步进电机开始驱动，点阵式传感器平台向上移动至“Z沉”，采集所有传感器的信号，获得沉取时的脉搏矩阵；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台继续向上移动至“Z中”，采集所有传感器的信号，获得中取时的脉搏矩阵；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台继续向上移动至“Z浮”，获得浮取时的脉搏矩阵。 

作为优选实施例，本发明所述“Z浮”以左的面积小于等于0.05，“Z沉”以左面积小于等于0.95。 

另一种优选实施例，本发明所述“Z浮”以左的面积小于等于0.1，“Z沉”以左面积小于等于0.9。 

再一种优选实施例，本发明所述“Z浮”以左的面积小于等于0.2，“Z 沉”以左面积小于等于0.8。 

本发明的脉搏矩阵的应用方法： 

严重颈椎病人的右手脉搏矩阵，如图3中黑色部分所示，黑色为测得显著脉搏信号的探测单元。严重的颈椎病患者，由于骨骼压迫，颈椎部分血脉已经被迫改道，反映在脉象上，就是右寸的部位向外侧斜飞出去，此种脉象在本专利发明前，除了医师用手指测得，之前所有脉象检测设备均无法进行检测。 

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。 

Claims (8)

1.一种因人制宜的、点阵式、自适应的脉象检测装置，其特征在于：包括一点阵式传感器平台、一腕托、一数据存储与计算装置、一步进电机和一信号传导装置；所述点阵式传感器平台由纵向最少为9个、横向最少为5个的探测单元矩阵、一固定板和一制动板组成，该制动板置于固定板上，该探测单元由依序连接的杆帽、活动杆、探头、传感器及置于活动杆上的压力弹簧组成，该活动杆沿着所述固定板上的内孔壁上下滑动，且与所述制动板的内孔壁咬合制动；所述步进电机与点阵式传感器平台连接且通过所述信号传导装置将所述点阵式传感器平台感测到的信号传输到所述数据存储与计算装置，该数据存储与计算装置再通过所述信号传导装置将其发出的控制信号传输到所述步进电机。

2.根据权利要求1所述的脉象检测装置，其特征在于：所述点阵式传感器平台纵向为大于9的3的倍数，横向为大于5的奇数。

3.根据权利要求1或2所述的脉象检测装置，其特征在于：所述腕托由底座上设有衬垫和桡骨茎突标志组成。

4.根据权利要求3所述的脉象检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将手腕与所述腕托进行定位；

2)使所述点阵式传感器平台的探头顺应手腕的外形形成与手腕皮肤柔性的接触；

3)进入切脉压力自适应初始化步骤：其包括

①驱动所述步进电机，所述点阵式传感器平台逐步下移，当其中所述某个传感器开始出现脉搏信号时，记录该传感器的垂直位置为Z1，脉搏信号 为P1；

②所述点阵式传感器平台继续下移，如步骤①一样依次记录所述其他传感器的垂直位置、脉搏信号分别为(Z2，P2)...(Zn，Pn)；

③当所有传感器脉搏信号消失时，所述点阵式传感器平台停止下移，并对每一个传感器信号单独进行积分，以积分值最大的传感器信号为基准，对其进行归一化处理，绘制正态分布曲线，曲线内包容的面积等于1，且使浮取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z浮”，在所述正态分布曲线图里，“Z浮”以左的面积小于等于0.35；使中取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z中”，在正态分布曲线图里，“Z中”以左面积小于等于0.5；使沉取时点阵式传感器平台的垂直位置为“Z沉”，在正态分布曲线图里，“Z沉”以左面积小于等于0.65；

4)进行脉象信号数据采集，包括：步进电机开始驱动，点阵式传感器平台向上移动至“Z沉”，采集所有传感器的信号，获得沉取时的脉搏矩阵；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台继续向上移动至“Z中”，采集所有传感器的信号，获得中取时的脉搏矩阵；步进电机开始驱动，点阵式传感器平台继续向上移动至“Z浮”，获得浮取时的脉搏矩阵。

5.根据权利要求4所述的脉象检测方法，其特征在于：所述步骤2)包括：平移所述制动板，解除其与所述活动杆的咬合状态；步进电机开始驱动，所述点阵式传感器平台逐步下移，与皮肤接触的传感器产生信号；当所有的传感器均有信号产生时，说明所有的传感器均已和皮肤发生接触，步进电机停止；此时，所有探头在弹簧作用下，顺应腕部 的外形，形成柔性的接触状态，制动板平移，与活动杆咬合制动，固定所有的探测单元。

6.根据权利要求4所述的脉象检测方法，其特征在于：所述“z浮”以左的面积小于等于0.05，“z沉”以左面积小于等于0.95。

7.根据权利要求4所述的脉象检测方法，其特征在于：所述“z浮”以左的面积小于等于0.1，“z沉”以左面积小于等于0.9。

8.根据权利要求4所述的脉象检测方法，其特征在于：所述“z浮”以左的面积小于等于0.2，“z沉”以左面积小于等于0.8。 

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