CN102302360B - 脉搏信号自动提取装置及其提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉搏信号自动提取装置及其提取方法，该装置包括支架，支架上安装有三个与人体寸、关、尺三个部位的位置相匹配的升降装置，每个升降装置包括竖直固定在支架上部的电机，电机转轴下端固定有丝杠，丝杠下部螺纹连接有套筒，套筒安装于支架下部且只能相对于支架上下滑动，套筒下端固定有压力传感器；用于将该装置束缚于人体寸、关、尺三个部位上的固定部件；用于控制压力传感器在不同压力下进行脉搏信号采集的控制电路板。通过固定部件将该装置固定于人体寸、关、尺三个部位，通过控制电路板控制升降装置分别对人体寸、关、尺三个部位进行加压，由压力传感器获取对应部位脉压波形，从而实现人体寸、关、尺三个部位的脉搏信号的自动提取。

Description

脉搏信号自动提取装置及其提取方法

技术领域

本发明涉及一种诊脉仪器，尤其涉及一种脉搏信号自动提取装置及其提取方法。

背景技术

传统的中医脉诊是指中医通过用手指触摸患者手腕部桡动脉搏动对患者的健康状态进行分析判断的方法。经过长年的经验积累，前人将所触摸到的动脉搏动模式分为浮、沉、迟、数等脉象。随着科技的不断进步，能够采集患者脉象并显示脉压随时间变化曲线的脉象仪被研制且在实际工作生活中得以应用，因而通过通讯网络传输将得到脉压相关数据利用复现装置实时模拟出对应的脉象，再由中医则根据复现装置模拟的脉压变化情况判断患者的脉象已成一种可能。然而，要实现上述远程诊脉，就必须解决如何自动提取人体寸、关、尺三个部位的脉搏信号的问题，这也是实现远程诊脉首要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动提取人体寸、关、尺三个部位的脉搏信号的脉搏信号自动提取装置及其提取方法。

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种脉搏信号自动提取装置，包括：

支架，所述支架上安装有三个与人体寸、关、尺三个部位的位置相匹配的升降装置，每个所述升降装置包括竖直固定在所述支架上部的电机，所述电机的转轴下端固定有丝杠，所述丝杠下部螺纹连接有套筒，所述套筒安装于所述支架下部且只能相对于所述支架上下滑动，所述套筒的下端固定有压力传感器；

用于将所述支架及所述升降装置束缚于人体寸、关、尺三个部位上的固定部件；以及，

用于控制所述压力传感器在浮压、中压、沉压、略浮压或略沉压的压力下进行脉搏信号采集的控制电路板。

本发明的脉搏信号自动提取装置，还包括：

与所述升降装置电连接的托手壳体，所述控制电路板安装于所述托手壳体内，所述托手壳体上还安装有分别与所述控制电路板电连接的控制按钮和第一通讯接口，所述控制按钮安装在固定于所述托手壳体内的第三电路板上，所述第一通讯接口与所述升降装置电连接。

本发明的脉搏信号自动提取装置，所述固定部件为一腕带，所述腕带的中部设有中空的固定底板，所述固定底板与所述支架底部的左侧铰接。

本发明的脉搏信号自动提取装置，用以盖罩住所述支架和升降装置的上盖，所述上盖与所述固定底板左侧铰接。

本发明的脉搏信号自动提取装置，所述上盖右下角的前后两侧分别开有一对称分布的横向导行槽，每个所述横向导行槽内配合安装有一个可延其槽孔滑动的锁销，所述锁销位于所述上盖内，所述固定底板右侧上固定安装有与所述锁销配合的锁孔机构。

本发明的脉搏信号自动提取装置，所述套筒的外形为四棱柱形。

本发明的脉搏信号自动提取装置，所述控制电路板上设有：

信号调理电路，用于接收所述压力传感器发送的模拟脉搏信号，将所述模拟脉搏信号依次进行滤波、模数转换和放大处理，输出数字脉搏信号；

控制器，用于接收所述控制按钮的控制指令，根据所述控制指令输出控制信号，在收到所述信号调理电路发送的数字脉搏信号时将其保存；

存储器，用于存储所述控制器保存的数字脉搏信号；

电机驱动电路，用于根据所述控制信号输出驱动信号控制所述电机运行；

第二通讯接口，用于实现所述控制器与上位机之间的通讯，由所述控制器将所述存储器保存的数字脉搏信号发送给上位机。

本发明的脉搏信号自动提取装置，所述压力传感器包括型号为HK2000G的集成化脉搏传感器，所述控制器包括型号为Atmega128L-8AC的单片机及其外围电路，所述第二通讯接口包括USB接口。

本发明的脉搏信号自动提取装置，所述支架上安装有通讯接口板，与所述通讯接口板对应的上盖上开有穿线孔。

再一方面，本发明还提供一种上述脉搏信号自动提取装置的脉搏信号提取方法，包括如下步骤：

1）、向其中一个升降装置的电机发送脉搏扫描指令，从而驱动对应的压力传感器对作用于人体寸、关、尺三个部位的其中一部位逐级加压；

2）、接收所述压力传感器传回的压力波形；当传回的压力波形首次出现稳定波形时，取对应的压力波形的振幅记录为“浮”压；当传回的压力波形的振幅升至最大值时，取对应的压力波形的振幅记录为“中”压，并记录下振幅最大值时所述升降装置的伸缩距离；当传回的压力波形的振幅衰减为振幅最大值的四分之一时，取对应的压力波形的振幅记录为“沉”压；

3）、将所述“浮”压与所述“中”压的算术平均值记录为“略浮”压，将所述“沉”压与所述“中”压的算术平均值记录为“略沉”压；

4）、重复上述步骤分别提取寸、关、尺三个部位中另外两个部位的“浮”压、“中”压、“略浮”压、“略沉”压和“沉”压及其在振幅最大值时对应的升降装置的伸缩距离；

5）、向其中一个升降装置发送脉搏提取指令，从而驱动对应的压力传感器对作用于人体寸、关、尺三个部位的其中一部位逐级加压；

6）接收所述压力传感器传回的压力波形并对所述压力传感器当前传回的压力波形的振幅进行判断，如果当前压力波形的振幅达到所述“浮”压时，记录达到所述“浮”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“略浮”压时，记录达到所述“略浮”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“中”压时，记录达到所述“中”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“略沉”压时，记录达到所述“略沉”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“沉”压时，记录达到所述“沉”压时的压力波形；

7）、重复上述步骤分别提取寸、关、尺三个部位中另外两个部位的“浮”压、“中”压、“略浮”压、“略沉”压和“沉”压时对应的压力波形。

本发明的脉搏信号自动提取装置包括支架，支架上安装有三个与人体寸、关、尺三个部位的位置相匹配的升降装置，每个升降装置包括竖直固定在支架上部的电机，电机转轴下端固定有丝杠，丝杠下部螺纹连接有套筒，套筒安装于支架下部且只能相对于支架上下滑动，套筒下端固定有压力传感器；用于将该装置束缚于人体寸、关、尺三个部位上的固定部件；用于控制压力传感器在不同压力下进行脉搏信号采集的控制电路板。通过固定部件将该装置固定于人体寸、关、尺三个部位，通过控制电路板控制升降装置分别对人体寸、关、尺三个部位进行加压，由压力传感器获取对应部位脉压波形，从而实现人体寸、关、尺三个部位的脉搏信号的自动提取。

附图说明

图1为本发明一个实施例的脉搏信号自动提取装置的立体结构放大示意图；

图2为图1中脉搏信号自动提取装置的左视结构示意图（省略腕带）；

图3为图2中脉搏信号自动提取装置的A-A向剖视结构示意图；

图4为图2中脉搏信号自动提取装置的B-B向剖视结构示意图；

图5为图1中脉搏信号自动提取装置的上盖的立体结构示意图；

图6为图1中脉搏信号自动提取装置的托手的立体结构示意图；

图7为图6中脉搏信号自动提取装置的托手的俯视结构示意图；

图8为图7中脉搏信号自动提取装置的托手的B-B向剖视结构示意图；

图9为本发明一个实施例的脉搏信号自动提取装置的控制电路板的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：

参考图1至图5所示，本实施例的脉搏信号自动提取装置包括支架1，支架1上安装有三个与人体寸、关、尺三个部位的位置相匹配的升降装置2，每个升降装置2包括竖直固定在支架1上部的电机201，电机201的转轴下端固定有丝杠202，丝杠202下部螺纹连接有其外形为四棱柱形的套筒203（也可以是其他形状的套筒，例如其他多棱柱形，只要保证套筒在电机的转轴转动时只能相对于支架上下滑动即可），套筒203安装于支架1下部且只能相对于支架1上下滑动，套筒203的下端固定有螺栓205，螺栓205下端连接有螺母206，螺母206下端固定有压力传感器204（例如型号为HK2000G的集成化脉搏传感器）。该装置还包括用以盖罩住支架1和升降装置2的上盖6和用于将支架1及升降装置2束缚于人体寸、关、尺三个部位上的腕带3。腕带3的中部设有中空的固定底板301，固定底板301的左侧与支架1底部的左侧铰接以及上盖6左侧底部铰接，上盖6右下角的前后两侧分别开有一对称分布的横向导行槽601，每个横向导行槽601内配合安装有一个可延其槽孔滑动的锁销602，锁销602位于上盖6内，固定底板301右侧上固定安装有与锁销602配合的锁孔机构603。支架1上安装有通讯接口板7，与通讯接口板7对应的上盖6上开有穿线孔604。

结合，图6至图8所示，该装置还包括一个托手壳体5，托手壳体5与升降装置2电连接，托手壳体5内安装有控制电路板4，托手壳体5的上表面前侧上还安装有分别与控制电路板4电连接的三个控制按钮501和对应的三个按钮指示灯503，托手壳体5的外表面的后端设有16针第一通讯接口502和USB第二通讯接口504，控制按钮501和按钮指示灯503均安装在固定于托手壳体5内的第三电路板505上，16针第一通讯接口502与升降装置2的通讯接口板7电连接。

结合图9所示，控制电路板4上设有信号调理电路U2，用于接收压力传感器发送的模拟脉搏信号，将模拟脉搏信号依次进行滤波、模数转换和放大处理，输出数字脉搏信号。控制器U1，用于接收控制按钮的控制指令，根据控制指令输出控制信号，在收到信号调理电路U1发送的数字脉搏信号时将其保存；存储器U6，用于存储控制器U1保存的数字脉搏信号；三个电机驱动电路U3A、U3B和U4A，用于根据控制信号输出驱动信号控制电机运行；USB第二通讯接口U5，用于实现控制器U1与上位机之间的通讯，由控制器U1将存储器U6保存的数字脉搏信号发送给上位机。其中，控制器U1的第27、第28管脚分别对应与信号调理电路U1的第10、第11管脚相连。信号调理电路U1的第4～第9管脚外接压力传感器，三个控制按钮分别对应与控制器U1的第30～第32管脚相连。控制器U1的第10～第13管脚分别对应与存储器U6的第1、第6、第5和第2管脚相连。控制器U1的第2、第3管脚分别对应与USB第二通讯接口U5的第26、第25管脚相连。控制器U1的第40、第41和第44管脚分别通过电阻R8、电阻R9和电阻R10对应与电机驱动电路U3A的第1、第2和第7管脚相连。控制器U1的第45、第46和第48管脚分别通过电阻R13、电阻R11和电阻R12对应与电机驱动电路U3B的第15、第10和第9管脚相连。控制器U1的第35、第36和第39管脚分别通过电阻R15、电阻R14和电阻R16对应与电机驱动电路U4A的第1、第2和第7管脚相连。

本实施例的脉搏信号自动提取装置的脉搏信号提取方法，包括如下步骤：

1）、向其中一个升降装置2的电机201发送脉搏扫描指令，从而驱动对应的压力传感器204对作用于人体寸、关、尺三个部位的其中一部位逐级加压。

2）、接收压力传感器204传回的压力波形；当传回的压力波形首次出现稳定波形时，取对应的压力波形的振幅记录为“浮”压；当传回的压力波形的振幅升至最大值时，取对应的压力波形的振幅记录为“中”压，并记录下振幅最大值时升降装置2的伸缩距离；当传回的压力波形的振幅衰减为振幅最大值的四分之一时，取对应的压力波形的振幅记录为“沉”压。

3）、将“浮”压与“中”压的算术平均值记录为“略浮”压，将“沉”压与“中”压的算术平均值记录为“略沉”压。

4）、重复上述步骤分别提取寸、关、尺三个部位中另外两个部位的“浮”压、“中”压、“略浮”压、“略沉”压和“沉”压及其在振幅最大值时对应的升降装置2的伸缩距离；

5）、向其中一个升降装置2发送脉搏提取指令，从而驱动对应的压力传感器204对作用于人体寸、关、尺三个部位的其中一部位逐级加压。

6）接收压力传感器204传回的压力波形并对压力传感器204当前传回的压力波形的振幅进行判断，如果当前压力波形的振幅达到“浮”压时，记录达到“浮”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到“略浮”压时，记录达到“略浮”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到“中”压时，记录达到“中”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到“略沉”压时，记录达到“略沉”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到“沉”压时，记录达到“沉”压时的压力波形。

7）、重复上述步骤分别提取寸、关、尺三个部位中另外两个部位的“浮”压、“中”压、“略浮”压、“略沉”压和“沉”压时对应的压力波形，从而完成整个取脉过程。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，例如将竖直升降装置替换为电动推杆或其它类似装置等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种脉搏信号自动提取装置，其特征在于，包括：

支架（1），所述支架（1）上安装有三个与人体寸、关、尺三个部位的位置相匹配的升降装置（2），每个所述升降装置（2）包括竖直固定在所述支架（1）上部的电机（201），所述电机（201）的转轴下端固定有丝杠（202），所述丝杠（202）下部螺纹连接有套筒（203），所述套筒（203）安装于所述支架（1）下部且只能相对于所述支架（1）上下滑动，所述套筒（203）的下端固定有压力传感器（204）；

用于将所述支架（1）及所述升降装置（2）束缚于人体寸、关、尺三个部位上的固定部件（3）；以及，

用于控制所述压力传感器（204）在浮压、中压、沉压、略浮压或略沉压的压力下进行脉搏信号采集的控制电路板（4）。

2.根据权利要求1所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，还包括：

与所述升降装置（2）电连接的托手壳体（5），所述控制电路板（4）安装于所述托手壳体（5）内，所述托手壳体（5）上还安装有分别与所述控制电路板（4）电连接的控制按钮（501）和第一通讯接口（502），所述控制按钮（501）安装在固定于所述托手壳体（5）内的第三电路板（505）上，所述第一通讯接口（502）与所述升降装置（2）电连接。

3.根据权利要求1所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，所述固定部件（3）为一腕带（3），所述腕带（3）的中部设有中空的固定底板（301），所述固定底板（301）与所述支架（1）底部的左侧铰接。

4.根据权利要求3所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，还包括：

用以盖罩住所述支架（1）和升降装置（2）的上盖（6），所述上盖（6）与所述固定底板（301）左侧铰接。

5.根据权利要求4所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于：

所述上盖（6）右下角的前后两侧分别开有一对称分布的横向导行槽（601），每个所述横向导行槽（601）内配合安装有一个可延其槽孔滑动的锁销（602），所述锁销（602）位于所述上盖（6）内，所述固定底板（301）右侧上固定安装有与所述锁销（602）配合的锁孔机构（603）。

6.根据权利要求1所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，所述套筒（203）的外形为四棱柱形。

7.根据权利要求1所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，所述控制电路板（4）上设有：

信号调理电路，用于接收所述压力传感器（204）发送的模拟脉搏信号，将所述模拟脉搏信号依次进行滤波、模数转换和放大处理，输出数字脉搏信号；

控制器，用于接收电连接的控制按钮（501）的控制指令，根据所述控制指令输出控制信号，在收到所述信号调理电路发送的数字脉搏信号时将其保存；

存储器，用于存储所述控制器保存的数字脉搏信号；

电机驱动电路，用于根据所述控制信号输出驱动信号控制所述电机（201）运行；

第二通讯接口（504），用于实现所述控制器与上位机之间的通讯，由所述控制器将所述存储器保存的数字脉搏信号发送给上位机。

8.根据权利要求7所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，所述压力传感器（204）包括型号为HK2000G的集成化脉搏传感器，所述控制器包括型号为Atmega128L-8AC的单片机及其外围电路，所述第二通讯接口（504）为USB接口。

9.根据权利要求4所述的脉搏信号自动提取装置，其特征在于，所述支架（1）上安装有通讯接口板（7），与所述通讯接口板（7）对应的上盖（6）上开有穿线孔（604）。

10.一种权利要求1至9任意一项所述脉搏信号自动提取装置的脉搏信号提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、向其中一个升降装置（2）的电机（201）发送脉搏扫描指令，从而驱动对应的压力传感器（204）对作用于人体寸、关、尺三个部位的其中一部位逐级加压；

2）、接收所述压力传感器（204）传回的压力波形；当传回的压力波形首次出现稳定波形时，取对应的压力波形的振幅记录为“浮”压；当传回的压力波形的振幅升至最大值时，取对应的压力波形的振幅记录为“中”压，并记录下振幅最大值时所述升降装置（2）的伸缩距离；当传回的压力波形的振幅衰减为振幅最大值的四分之一时，取对应的压力波形的振幅记录为“沉”压；

3）、将所述“浮”压与所述“中”压的算术平均值记录为“略浮”压，将所述“沉”压与所述“中”压的算术平均值记录为“略沉”压；

4）、重复上述步骤分别提取寸、关、尺三个部位中另外两个部位的“浮”压、“中”压、“略浮”压、“略沉”压和“沉”压及其在振幅最大值时对应的升降装置（2）的伸缩距离；

5）、向其中一个升降装置（2）发送脉搏提取指令，从而驱动对应的压力传感器（204）对作用于人体寸、关、尺三个部位的其中一部位逐级加压；

6）接收所述压力传感器（204）传回的压力波形并对所述压力传感器（204）当前传回的压力波形的振幅进行判断，如果当前压力波形的振幅达到所述“浮”压时，记录达到所述“浮”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“略浮”压时，记录达到所述“略浮”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“中”压时，记录达到所述“中”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“略沉”压时，记录达到所述“略沉”压时的压力波形；如果当前压力波形的振幅达到所述“沉”压时，记录达到所述“沉”压时的压力波形；

7）、重复上述步骤分别提取寸、关、尺三个部位中另外两个部位的“浮”压、“中”压、“略浮”压、“略沉”压和“沉”压时对应的压力波形。

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