CN104248424A - 仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法 - Google Patents
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Abstract
仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法，属于医疗器械领域。本发明是为了解决现有脉象诊断方法获得的结果精度低，现有脉象传感器无法根据诊脉环境采集脉象信号的问题。本发明所述的仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法，通过外置的气泵对气囊进行充气，从而改变人手与脉象传感器之间的压力，再通过压力传感器采集人手与脉象传感器之间的压力，从而获得不同的诊脉环境，即模拟人工诊脉时，手指施加浮、中、沉等不同的压力环境，相较于现有脉象传感器，本发明所述的仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法的精度提高了15％，适用于中医脉诊时为医生提供有效精确的脉搏数据。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种脉象传感装置脉象采集方法。
背景技术
脉诊是中医四诊之一，在中医诊断中占有非常重要的地位。中医脉诊通常的做法是中医师用手指触压患者寸口桡动脉处寸、关、尺三个部位，通过手指施加浮、中、沉等不同的压力来感受患者脉搏波的变化。对应于浮、中、沉等压力而产生的一系列的包含了脉搏的浮沉、强弱、趋势、形状、宽度和节律等等信息的脉搏波，我们称之为脉象。从脉象信息中，医生就能够了解病人的病例状态。但是这种传统的中医脉诊有很大的主观性，操作麻烦，获得的结果自然不能够保证真实准确。
为了解决传统中医脉诊的缺点，已经设计出了越来越多的脉象传感器。大部分脉象传感器中采用了普通的压力传感器，该种传感器所采集的脉搏信号仅能为少数简单的脉象诊断提供依据，无法根据诊脉环境提供足够详尽的脉搏信号，即不能够针对应浮、中、沉等压力采集脉搏，获得结果的精度也相对偏低。
发明内容
本发明是为了解决现有脉象诊断方法获得的结果精度低，现有脉象传感器无法根据诊脉环境采集脉象信号的问题，现提供仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法。
仿真触摸式脉象传感装置，它包括：驱动电路、气囊控制电磁阀、压力传感器、脉象传感器、仿真手指、充气口、支架和气囊；
驱动电路的气囊控制驱动信号输出端连接气囊控制电磁阀的信号输入端，压力传感器的压力信号输出端连接驱动电路的压力信号输入端；
仿真手指的手指根部固定在支架上，仿真手指的末端下部固定有脉象传感器固定框，且该固定框的底部突出于仿真手指下表面，脉象传感器固定在该固定框内；
脉象传感器用于采集人体脉搏；
压力传感器用于采集脉象传感器固定框与人手腕接触时产生的压力；
充气口与气囊的进气口相连通，充气口与气囊之间的气路上设有气囊控制电磁阀；
气囊位于脉象传感器的下方。
仿真触摸式脉象采集方法，是基于以下装置实现的：
所述装置包括：压力传感器、脉象传感器、仿真手指、充气口、支架和气囊；
仿真手指的手指根部固定在支架上，仿真手指的末端下部固定有脉象传感器固定框，且该固定框的底部突出于仿真手指下表面，脉象传感器固定在该固定框内；脉象传感器用于采集人体脉搏；
压力传感器用于采集脉象传感器固定框与人手腕接触时产生的压力；
充气口与气囊的进气口相连通；气囊位于脉象传感器的下方；
所述发方法包括以下步骤：
首先将手腕放置于气囊上，然后驱动气囊充气，当手腕与脉象传感器固定框接触时，启动压力传感器采集脉象传感器固定框与人手腕接触时产生的压力；判断采集到的压力信号是否为设定值，若是，则停止对气囊充气，最后，脉象传感器采集人体脉搏，获得该设定压力下的人体脉象信号。
本发明所述的仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法，通过外置的气泵对气囊进行充气，从而改变人手与脉象传感器之间的压力，再通过压力传感器采集人手与脉象传感器之间的压力，从而获得不同的诊脉环境，即模拟人工诊脉时，手指施加浮、中、沉等不同的压力环境，相较于现有脉象传感器，本发明所述的仿真触摸式脉象传感装置及脉象采集方法的精度提高了15％，适用于中医脉诊时为医生提供有效精确的脉搏数据。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的仿真触摸式脉象传感装置电气部分的结构示意图；
图2为具体实施方式五所述的仿真触摸式脉象传感装置电气部分的结构示意图；
图3为仿真触摸式脉象传感装置在中间剖切后的结构示意图；
图4为本发明去掉采集壳体上盖的结构示意图；
图5为本发明的整体结构示意图；
图6为以图4为基准，在右后侧观察得到的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1、图3、图4、图5和图6具体说明本实施方式，本实施方式所述的仿真触摸式脉象传感装置，它包括：驱动电路1、气囊控制电磁阀2、压力传感器3、脉象传感器4、仿真手指5、充气口6、支架7和气囊8；
驱动电路1的气囊控制驱动信号输出端连接气囊控制电磁阀2的信号输入端，压力传感器3的压力信号输出端连接驱动电路1的压力信号输入端；
仿真手指5的手指根部固定在支架7上，仿真手指5的末端下部固定有脉象传感器固定框，且该固定框的底部突出于仿真手指5下表面，脉象传感器4固定在该固定框内；
脉象传感器4用于采集人体脉搏；
压力传感器3用于采集脉象传感器4固定框与人手腕接触时产生的压力；
充气口6与气囊8的进气口相连通，充气口6与气囊8之间的气路上设有气囊控制电磁阀2；
气囊8位于脉象传感器4的下方。
本实施方式所述的仿真触摸式脉象传感装置，在实际应用时，可以增加一脉象信号输出接口，该接口与脉象传感器的信号输出端连接；未使用时，气囊处于放气状态，待测脉搏的人将手腕放置于气囊上，充气泵启动，同时驱动电路启动电磁阀开启，气囊开始充气，随着气囊中气体的增多，手腕逐渐随气囊抬高，当手腕与脉象传感器接触时，手腕与脉象传感器之间产生压力，此时，固定在脉象传感器上的压力传感器采集该压力，当该压力达到压力传感器所设定的值时，压力传感器将该压力信号发送至驱动电路，驱动电路驱动电磁阀关闭，气囊停止充气；脉象传感器此时采集到的脉象即为设定压力环境下的脉象，该设定压力环境及为手指施加浮、中、沉等不同的压力环境。完成脉象采集后，驱动电路驱动电磁阀打开，此时气囊放气，以备下一次脉象采集。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的仿真触摸式脉象传感装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括：计算机；
计算机的控制信号输出端连接驱动电路1的控制信号输入端，脉象传感器4的脉搏信号输出端连接计算机的脉搏信号输入端。
本实施方式所述的仿真触摸式脉象传感装置，增加了计算机作为控制器，从而控制驱动电路的动作。同时计算机还能够作为存储模块，将脉象传感器中存储的脉象信息进行保存。
本实施方式所述的仿真触摸式脉象传感装置，还能够增加隔离电路；
计算机的控制信号输出端连接隔离电路的控制信号输入端，隔离电路的控制信号输出端连接驱动电路的控制信号输入端；
计算机的脉搏信号输入端连接隔离电路的脉搏信号输出端，隔离电路的脉搏信号输入端连接脉象传感器的脉搏信号输出端。
本实施方式所述的隔离电路能够起到隔离的作用，减少计算机与仿真触摸式脉象传感装置的干扰，从而使采集脉象的脉象传感器更加精确的采集脉搏信号，提高测量精度。
具体实施方式三：参照图2、图3、图4、图5和图6具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的仿真触摸式脉象传感装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括：摆动气缸9、摆动气缸电磁阀10、摆动气缸充气口11和传动组件；
仿真手指5的根部通过传动组件固定在支架7上；
摆动气缸9用于驱动传动组件带动仿真手指5以手指根部为轴上下摆动；
摆动气缸9的进气口与摆动气缸充气口11连通，摆动气缸9与摆动气缸充气口11的气路上设有摆动气缸电磁阀10，驱动电路1的摆动气缸电磁阀驱动信号输出端连接摆动气缸电磁阀10的驱动信号输入端。
本实施方式中，增加能够让摆动仿真手指上下摆动的装置，使仿真手指与气囊同时作用，从而调节仿真手指与气囊之间的距离，使该距离更加精确，调节效率得到提高。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的仿真触摸式脉象传感装置作进一步说明，本实施方式中，所述仿真手指5为三关节手指，脉象传感器4固定框固定于末端关节底部。
具体实施方式五：参照图2、图3、图4、图5和图6具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的仿真触摸式脉象传感装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括：一号平移气缸16、一号平移气缸电磁阀18、一号平移气缸充气口19、二号平移气缸17、二号平移气缸电磁阀20、二号平移气缸充气口21、一号限位开关22、二号限位开关23、三号限位开关24、滑轨25、限位开关触发片27和壳体26；
一号平移气缸16固定在壳体26底部，二号平移气缸17固定在一号平移气缸16的驱动杆上，支架7固定在二号平移气缸17的驱动杆上，支架7与滑轨25滑动连接，滑轨25固定在壳体26底部，一号限位开关22、二号限位开关23和三号限位开关24均固定在壳体26底部，每个限位开关之间留有间隙，
一号平移气缸16的进气口与一号平移气缸充气口19连通，一号平移气缸16与一号平移气缸充气口19之间的气路上设有一号平移气缸电磁阀18；二号平移气缸17的进气口与二号平移气缸充气口21连通，二号平移气缸17与二号平移气缸充气口21之间的气路上设有二号平移气缸电磁阀20；
驱动电路1的一号平移气缸电磁阀控制信号输出端连接一号平移气缸电磁阀18的控制信号输入端，驱动电路1的二号平移气缸电磁阀控制信号输出端连接二号平移气缸电磁阀20的控制信号输入端；
限位开关触发片27固定在支架7上，且位于一号限位开关22、二号限位开关23和三号限位开关24的上方，用于分别触发一号限位开关22、二号限位开关23和三号限位开关24。
本实施方式中，增加了能够驱动仿生手指平移的装置，从而测得手腕三个位置的不同脉搏，为后续医生诊断提供更多的参考数值。
本实施方式中，还能够将一号限位开关22的信号输出端连接驱动电路1的一号限位开关信号输入端，二号限位开关23的信号输出端连接驱动电路1的二号限位开关信号输入端，三号限位开关24的信号输出端连接驱动电路1的三号限位开关信号输入端。利用驱动电路来判断限位开关的状态，从而判定仿生手指的位置状态。
限位开关触发片27固定在支架7上，跟随仿生手指移动，在移动过程中分别触发三个限位开关。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五所述的仿真触摸式脉象传感装置作进一步说明，本实施方式中，它还包括：弹簧和立柱；立柱垂直于固定在壳体26底部，弹簧的一端固定在立柱上，弹簧的另一端固定在支架7上；弹簧用于将支架7拉限位开关触发片27触发一号限位开关。
当所有气缸放气时，弹簧能够将二号平移气缸拉回初始位置，即一号限位开关位置，以备下次使用。
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式五所述的仿真触摸式脉象传感装置作进一步说明，本实施方式中，一号限位开关22与二号限位开关23之间的距离为10mm，二号限位开关23与三号限位开关24之间的距离为10mm。
具体实施方式八：本实施方式所述的仿真触摸式脉象采集方法，是基于以下装置实现的：
所述装置包括：压力传感器3、脉象传感器4、仿真手指5、充气口6、支架7和气囊8；
仿真手指5的手指根部固定在支架7上，仿真手指5的末端下部固定有脉象传感器固定框，且该固定框的底部突出于仿真手指5下表面，脉象传感器4固定在该固定框内；脉象传感器4用于采集人体脉搏；
压力传感器3用于采集脉象传感器4固定框与人手腕接触时产生的压力；
充气口6与气囊8的进气口相连通；气囊8位于脉象传感器4的下方；
所述发方法包括以下步骤：
首先将手腕放置于气囊8上，然后驱动气囊充气，当手腕与脉象传感器固定框接触时，启动压力传感器3采集脉象传感器4固定框与人手腕接触时产生的压力；判断采集到的压力信号是否为设定值，若是，则停止对气囊充气，最后，脉象传感器4采集人体脉搏，获得该设定压力下的人体脉象信号。
具体实施方式九：具体实施方式三所述的仿真触摸式脉象传感装置的实现脉象采集的方法，该方法为：
首先，采用驱动电路1开启摆动气缸电磁阀10，摆动气缸9驱动传动组件带动仿真手指5以手指根部为轴向上摆动，使得采集脉象的手腕能够放置于仿真手指5和气囊8之间，采用驱动电路1关闭摆动气缸电磁阀10；
然后，采用驱动电路1开启气囊控制电磁阀2，同时驱动电路1监测压力传感器3所采集的压力信号，采用在监测过程中，驱动电路1判断采集到的压力信号是等于或大于设定值，若是，则采用驱动电路1控制气囊控制电磁阀2关闭，停止给气囊充气；
最后，采集脉象传感器4获得的人体脉搏信息，获得该设定压力下的人体脉象信号。
具体实施方式十：具体实施方式五所述的仿真触摸式脉象传感装置的实现脉象采集的方法，该方法为：
采集一号限位开关22的状态，当一号限位开关22处于触发状态时，利用脉象采集步骤采集当前位置的脉搏信号；采用驱动电路1驱动一号平移气缸电磁阀18开通，一号平移气缸16动作带动支架7沿滑轨向二号限位开关23方向移动，二号限位开关23被触发，驱动电路1关闭一号平移气缸电磁阀18，然后利用脉象采集步骤采集当前位置的脉搏信号；
采用驱动电路1驱动二号平移气缸电磁阀20开通，二号平移气缸16动作带动支架7沿滑轨向三号限位开关24方向移动，三号限位开关24被触发，驱动电路1关闭二号平移气缸电磁阀20，然后利用脉象采集步骤采集当前位置的脉搏信号；
所述脉象采集步骤为：
首先，采用驱动电路1开启摆动气缸电磁阀10，摆动气缸9放气，从而驱动传动组件带动仿真手指5以手指根部为轴向下摆动，使得采集脉象的手腕能够放置于仿真手指5和气囊8之间，驱动电路1关闭摆动气缸电磁阀10，使得仿真手指5停止摆动；
然后，采用驱动电路1开启气囊控制电磁阀2，同时驱动电路1监测压力传感器3所采集的压力信号，采用在监测过程中，驱动电路1判断采集到的压力信号是等于或大于设定值，若是，则采用驱动电路1控制气囊控制电磁阀2关闭，停止给气囊充气；采集脉象传感器4获得的人体脉搏信息，获得该设定压力下的人体脉象信号；
最后，采用驱动电路1开启摆动气缸电磁阀10，摆动气缸9驱动传动组件带动仿真手指5以手指根部为轴向上摆动，使得采集脉象的手腕能够与脉象传感器固定框分离，然后驱动电路1关闭摆动气缸电磁阀10，使得仿真手指5停止摆动。
本实施方式中，所述仿真手指5的初始时，为远离气囊的抬起状态。
Claims (10)
1.仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，它包括：驱动电路(1)、气囊控制电磁阀(2)、压力传感器(3)、脉象传感器(4)、仿真手指(5)、充气口(6)、支架(7)和气囊(8)；
驱动电路(1)的气囊控制驱动信号输出端连接气囊控制电磁阀(2)的信号输入端，压力传感器(3)的压力信号输出端连接驱动电路(1)的压力信号输入端；
仿真手指(5)的手指根部固定在支架(7)上，仿真手指(5)的末端下部固定有脉象传感器固定框，且该固定框的底部突出于仿真手指(5)下表面，脉象传感器(4)固定在该固定框内；
脉象传感器(4)用于采集人体脉搏；
压力传感器(3)用于采集脉象传感器(4)固定框与人手腕接触时产生的压力；
充气口(6)与气囊(8)的进气口相连通，充气口(6)与气囊(8)之间的气路上设有气囊控制电磁阀(2)；
气囊(8)位于脉象传感器(4)的下方。
2.根据权利要求1所述的仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，它还包括：计算机；
计算机的控制信号输出端连接驱动电路(1)的控制信号输入端，脉象传感器(4)的脉搏信号输出端连接计算机的脉搏信号输入端。
3.根据权利要求1所述的仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，它还包括：摆动气缸(9)、摆动气缸电磁阀(10)、摆动气缸充气口(11)和传动组件；
仿真手指(5)的根部通过传动组件固定在支架(7)上；
摆动气缸(9)用于驱动传动组件带动仿真手指(5)以手指根部为轴上下摆动；
摆动气缸(9)的进气口与摆动气缸充气口(11)连通，摆动气缸(9)与摆动气缸充气口(11)的气路上设有摆动气缸电磁阀(10)，驱动电路(1)的摆动气缸电磁阀驱动信号输出端连接摆动气缸电磁阀(10)的驱动信号输入端。
4.根据权利要求1所述的仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，所述仿真手指(5)为三关节手指，脉象传感器(4)固定框固定于末端关节底部。
5.根据权利要求1或2所述的仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，它还包括：一号平移气缸(16)、一号平移气缸电磁阀(18)、一号平移气缸充气口(19)、二号平移气缸(17)、二号平移气缸电磁阀(20)、二号平移气缸充气口(21)、一号限位开关(22)、二号限位开关(23)、三号限位开关(24)、滑轨(25)、限位开关触发片(27)和壳体(26)；
一号平移气缸(16)固定在壳体(26)底部，二号平移气缸(17)固定在一号平移气缸(16)的驱动杆上，支架(7)固定在二号平移气缸(17)的驱动杆上，支架(7)与滑轨(25)滑动连接，滑轨(25)固定在壳体(26)底部，一号限位开关(22)、二号限位开关(23)和三号限位开关(24)均固定在壳体(26)底部，每个限位开关之间留有间隙，
一号平移气缸(16)的进气口与一号平移气缸充气口(19)连通，一号平移气缸(16)与一号平移气缸充气口(19)之间的气路上设有一号平移气缸电磁阀(18)；二号平移气缸(17)的进气口与二号平移气缸充气口(21)连通，二号平移气缸(17)与二号平移气缸充气口(21)之间的气路上设有二号平移气缸电磁阀(20)；
驱动电路(1)的一号平移气缸电磁阀控制信号输出端连接一号平移气缸电磁阀(18)的控制信号输入端，驱动电路(1)的二号平移气缸电磁阀控制信号输出端连接二号平移气缸电磁阀(20)的控制信号输入端；
限位开关触发片(27)固定在支架(7)上，且位于一号限位开关(22)、二号限位开关(23)和三号限位开关(24)的上方，用于分别触发一号限位开关(22)、二号限位开关(23)和三号限位开关(24)。
6.根据权利要求5所述的仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，它还包括：弹簧和立柱；立柱垂直于固定在壳体(26)底部，弹簧的一端固定在立柱上，弹簧的另一端固定在支架(7)上；弹簧用于将支架(7)拉限位开关触发片(27)触发一号限位开关。
7.根据权利要求5所述的仿真触摸式脉象传感装置，其特征在于，一号限位开关(22)与二号限位开关(23)之间的距离为10mm，二号限位开关(23)与三号限位开关(24)之间的距离为10mm。
8.仿真触摸式脉象采集方法，其特征在于，该方法是基于以下装置实现的：
所述装置包括：压力传感器(3)、脉象传感器(4)、仿真手指(5)、充气口(6)、支架(7)和气囊(8)；
仿真手指(5)的手指根部固定在支架(7)上，仿真手指(5)的末端下部固定有脉象传感器固定框，且该固定框的底部突出于仿真手指(5)下表面，脉象传感器(4)固定在该固定框内；脉象传感器(4)用于采集人体脉搏；
压力传感器(3)用于采集脉象传感器(4)固定框与人手腕接触时产生的压力；
充气口(6)与气囊(8)的进气口相连通；气囊(8)位于脉象传感器(4)的下方；
所述发方法包括以下步骤：
首先将手腕放置于气囊(8)上，然后驱动气囊充气，当手腕与脉象传感器固定框接触时，启动压力传感器(3)采集脉象传感器(4)固定框与人手腕接触时产生的压力；判断采集到的压力信号是否为设定值，若是，则停止对气囊充气，最后，脉象传感器(4)采集人体脉搏，获得该设定压力下的人体脉象信号。
9.权利要求3所述的仿真触摸式脉象传感装置的实现脉象采集的方法，其特征在于，该方法为：
首先，采用驱动电路(1)开启摆动气缸电磁阀(10)，摆动气缸(9)驱动传动组件带动仿真手指(5)以手指根部为轴向上摆动，使得采集脉象的手腕能够放置于仿真手指(5)和气囊(8)之间，采用驱动电路(1)关闭摆动气缸电磁阀(10)；
然后，采用驱动电路(1)开启气囊控制电磁阀(2)，同时驱动电路(1)监测压力传感器(3)所采集的压力信号，采用在监测过程中，驱动电路(1)判断采集到的压力信号是等于或大于设定值，若是，则采用驱动电路(1)控制气囊控制电磁阀(2)关闭，停止给气囊充气；
最后，采集脉象传感器(4)获得的人体脉搏信息，获得该设定压力下的人体脉象信号。
10.基于权利要求5所述的仿真触摸式脉象传感装置的仿真触摸式脉象采集方法，其特征在于，该方法为：
采集一号限位开关(22)的状态，当一号限位开关(22)处于触发状态时，利用脉象采集步骤采集当前位置的脉搏信号；
采用驱动电路(1)驱动一号平移气缸电磁阀(18)开通，一号平移气缸(16)动作带动支架(7)沿滑轨向二号限位开关(23)方向移动，二号限位开关(23)被触发，驱动电路(1)关闭一号平移气缸电磁阀(18)，然后利用脉象采集步骤采集当前位置的脉搏信号；
采用驱动电路(1)驱动二号平移气缸电磁阀(20)开通，二号平移气缸(16)动作带动支架(7)沿滑轨向三号限位开关(24)方向移动，三号限位开关(24)被触发，驱动电路(1)关闭二号平移气缸电磁阀(20)，然后利用脉象采集步骤采集当前位置的脉搏信号；
所述脉象采集步骤为：
首先，采用驱动电路(1)开启摆动气缸电磁阀(10)，摆动气缸(9)放气，从而驱动传动组件带动仿真手指(5)以手指根部为轴向下摆动，使得采集脉象的手腕能够放置于仿真手指(5)和气囊(8)之间，驱动电路(1)关闭摆动气缸电磁阀(10)，使得仿真手指(5)停止摆动；
然后，采用驱动电路(1)开启气囊控制电磁阀(2)，同时驱动电路(1)监测压力传感器(3)所采集的压力信号，采用在监测过程中，驱动电路(1)判断采集到的压力信号是等于或大于设定值，若是，则采用驱动电路(1)控制气囊控制电磁阀(2)关闭，停止给气囊充气；采集脉象传感器(4)获得的人体脉搏信息，获得该设定压力下的人体脉象信号；
最后，采用驱动电路(1)开启摆动气缸电磁阀(10)，摆动气缸(9)驱动传动组件带动仿真手指(5)以手指根部为轴向上摆动，使得采集脉象的手腕能够与脉象传感器固定框分离，然后驱动电路(1)关闭摆动气缸电磁阀(10)，使得仿真手指(5)停止摆动。
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