CN106943123A - 一种中医脉搏传感器及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中医脉搏传感器及测量方法，中医脉搏传感器具有一外壳，外壳内设置有加压机构、脉象探头定位机构；加压机构包括有步进电机、导向丝杆和传感器探测头，步进电机的转子连接导向丝杆的一端，导向丝杆的另一端固定传感器探测头，藉由导向丝杆推动传感器探测头移动；脉象探头定位机构包括主传感器、若干定位辅传感器、定位调节机构，主传感器和定位辅传感位于传感器探测头末端，定位调节机构与传感器探测头相连。本发明采用主传感器与多点传感器复合的检测方法，可广泛应用于健康医疗、互联网医疗、中医实验教学以及中医各科的临床辅助诊断等的精密自动探位、自动加压式中医脉搏传感器检测装置及其检测方法。

Description

一种中医脉搏传感器及测量方法

技术领域

本发明涉及医疗领域，具体涉及到一种中医脉搏传感器及测量方法。

背景技术

中医利用整体宏观的辨证思路，通过对人体特征信息的收集和综合分析，作出辨证论治的结论。其中，脉象信息是人体的一个重要生理、病理表达形式，是传统中医辨证论治的重要依据之一。传统的获取脉象方法是中医师通过手指感知各种脉象。这种方法虽然简单可行，但由于不能客观再现和定量描述，并受医生水平、经验等因素的限制，所以影响了中医的广泛传播和发展。

利用现代科学技术和方法对中医脉象进行客观定量检测的各种研究很多，有光电容积法、电阻抗法、压电法、超声多普勒法等多种方法可以实现。目前应用较多、研究较深的以压力式传感器测取脉象居多。这种方法与中医切脉过程较为相似。目前利用单探头压力式传感器可以检测20种左右中医脉象图谱。

在脉象定量检测的过程中，有很多因素都会影响到脉象检测的最终结果，诸如传感器稳定性、传感器重复性、人体位置、传感器定位等。其中传感器的加压方法和定位技术是影响脉象检测结果正确与否的一个关键因素。目前普遍使用的脉搏传感器，都是使用手动旋转旋钮加压、机械定位的方法。即利用机械丝杆原理，通过手动旋转丝杆，使得传感器产生位移达到加压目的；定位方法是在传感器的安装架子上有一个定位标记，安放传感器时，靠人眼目测该标记与脉搏跳动中心位置大致接近来实现传感器的安装定位。但由于脉搏跳动中心是在人体皮肤覆盖下的腕部桡动脉处，人眼也只能估计定位，这样势必带来很大误差，影响了脉象定量检测的重复性和准确性。因此，目前广泛使用的手动加压方式和机械定位方法并不能真正解决脉象测量过程中由于手动不稳定和定位因素产生的测量误差，目前也未见有更好的方法。

发明内容

本发明提供了一种能自动探位、自动加压的中医脉搏传感器，采用主传感器与多点传感器复合的技术，能模拟中医手指的切脉方法，基本实现中医常见脉象的检测，可广泛应用于中医实验教学以及中医各科的临床辅助诊断，病情监护；中药、针灸、气功、康复、保健措施的疗效评价；人体健康状态评价、远程网上诊断与教学等领域。为教学、科研、临床以及健康医疗、社区服务、互联网医疗提供可靠的定量检测指标的自动探位、自动加压式中医脉搏传感器。

本发明采用的技术方案为：

一种中医脉搏传感器，所述中医脉搏传感器具有一外壳，所述外壳内设置有加压机构、脉象探头定位机构；

所述加压机构包括有步进电机、导向丝杆和传感器探测头，所述导向丝杆的一端连接所述步进电机的转子，另一端固定有所述传感器探测头；

所述脉象探头定位机构包括主传感器、若干定位辅传感器、定位调节机构，所述主传感器和所述定位辅传感位于所述传感器探测头末端，所述定位调节机构与所述传感器探测头相连。

在上述的中医脉搏传感器中，所述中医脉搏传感器设置有一固定绑带，通过所述固定绑带将所述中医脉搏传感器绑在腕部。

在上述的中医脉搏传感器中，所述传感器探测头末端设置有(2n+1)*m个定位辅传感器，m、n均为正整数。

在上述的中医脉搏传感器中，所述传感器探测头末端设置有3个定位辅传感器。

在上述的中医脉搏传感器中，所述外壳顶端设置有轴套或轴承，通过所述轴套或轴承将所述导向丝杆套设在所述外壳内。

在上述的中医脉搏传感器中，各所述定位辅传感器为贴有半导体应变片或压电薄膜、压电陶瓷、压电硅片的一种或多种所组成的相互独立的压力传感器。

在上述的中医脉搏传感器中，所述主传感器和各所述定位辅传感器的信号输出端均连接到一外部的计算机模块，且该计算机模块与所述步进电机的控制端相连。

同时本发明还提供了一种采用上述中医脉搏传感器的测量方法，包括如下步骤：

步骤S1、步进电机推动导向丝杆使传感器探测头与腕部表面皮肤进行接触；

步骤S2、根据各所述定位辅传感器同时感受到脉搏信号，通过定位调节机构调节传感器探测头的位置，测得脉搏数据。

在上述的测量方法中，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S1a、利用固定绑带将医脉搏传感器固定在腕部；

步骤S1b、步进电机推动导向丝杆使传感器探测头接触腕部表面皮肤；

步骤S1c、当主传感器探头感受到预设要求的压力时，将信息反馈给计算机模块，计算机模块控制停止步进电机转动，完成一次自动加压过程。

在上述的测量方法中，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S2a、判断中间的定位辅传感器输出的信号强度是否大于两侧定位辅传感器输出的信号强度，若否，通过定位调节机构将主传感器探头的位置向输出的信号强度较弱的一侧定位辅传感器方向移动，测得脉搏数据；

步骤S2b、重复步骤S2a，直至中间的定位辅传感器输出的信号强度最大。

本发明的有益效果是：该自动加压系统装置结合编辑的计算机软件指令可控制脉象探头的起始位置、终点位置以及测脉过程中的浮中沉压力的无级加压，减少了手动操作的复杂性与不稳定性；该脉象探头精确定位机构利用三个(或以上)复合在脉象传感器主探头上的微型传感器发出的信号，判别定位是否正确，并通过辅助的机械调节机构达到定位修正，是脉象检测过程的精确定位得到了很好的解决，提高了脉象探头精确定位的精度与测量的准确性。该方法能模拟中医手指的切脉方法，基本实现中医20多种常见脉象的检测，可广泛应用于中医实验教学以及中医各科的临床辅助诊断、病情监护，中药、针灸、气功、康复、保健措施的疗效评价，为教学、科研、临床提供可靠的中医脉象定量参数指标。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

附图1为本发明检测装置的整体结构方框示意图；

附图2为本发明自动加压机构的结构示意图；

附图3为本发明脉象探头精确定位结构示意图；

附图4为本发明脉象探头定位偏移结构示意图；

附图5为本发明自动加压过程实现方法原理方框图；

附图6为本发明脉象探头精确定位过程实现方法原理方框图；

附图标记说明:

001—自动加压机构；

002—脉象探头精确定位机构；

1—步进电机；

2—行程丝杆；

3—轴套或轴承；

4—外壳；

5—固定绑带；

6—传感器探测头；

7—人体腕部皮肤表面；

8—腕部桡动脉血管；

9—机械定位调节机构；

10a-主传感器；

10—定位传感器；

11—定位准确的输出信号示例；

12—定位不准确的输出信号示例；

201—计算机；

202—正常进行下一步操作。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

实施例一

本发明提供了一种中医脉搏传感器，该中医脉搏传感器具有一外壳4，外壳4内设置有加压机构001、脉象探头定位机构002；加压机构001包括有步进电机1、导向丝杆2和传感器探测头，步进电机1的转子连接导向丝杆2的一端，导向丝杆2的另一端固定传感器探测头6，藉由导向丝杆2推动传感器探测头6移动；脉象探头定位机构包括主传感器10a、若干定位辅传感器10、定位调节机构9，主传感器10a和定位辅传感位于传感器探测头6末端，定位调节机构9与传感器探测头6相连，用于对传感器探测头6的位置进行微调。

目前很多脉象仪都是采用单传感器来获得脉象数据，但是在实际测量中，由于传感器的位置可能与血管位置较远，导致测量的数据不够精确。而在本发明中，不仅采用了主传感器10a来测量脉搏数据，同时还在传感器探测头6的末端设置有若干定位辅传感器10来帮助测量人员进行准确定位。在使用本发明提供的脉搏传感器进行测量时，理想状态下最中间的定位辅传感器10输出的信号强度是最大的，如果中间的定位辅传感器10输出的信号强度并不是最大，则说明探头位置偏移较大，测量人员根据两侧定位辅传感器10输出的信号强度的不同，对传感器的位置进行适应性的调整，也即通过定位调节机构9将传感器探头6的位置向输出的信号强度较弱的一侧定位辅传感器方向移动，直至中间的定位辅传感器10输出的信号强度最大，进而使得测量得到的脉象数据最接近真实数据，很好的模拟中医临床切脉方法。可选的，在本发明中，定位调节机构9通过旋钮的方式来调节传感器探测头6的位置。定位调节机构9的一端固定在一支架上，另一端连接传感器探头6。

为解决脉象探头与脉道中心精确定位的问题，本装置中在主传感器探头6面上，沿血管直径方向复合布置若干微型压力定位辅传感器10。传感器由双端固定弹性梁、半导体应变片或压电薄膜等组成。并有一个微调机构调节传感器与脉道中心的相对位置。在脉象检测过程中，由计算机比较各个定位辅传感器10输出幅度值的大小。只有在中间定位辅传感器10输出幅度大于两侧定位辅传感器10时，才认为定位准确。否则可通过微调机构调整主传感器10a探头相对于血管的径向位置来实现准确定位。

通过本装置的自动加压机构、各种微调机构调节和脉象探头精确定位技术，通过在传感器探测头6末端设置有若干定位辅传感器10，根据不同位置处的定位辅传感器10输出的信号强度不同，来适当的调整传感器探测头6的位置，进而取得更好的测量效果，进而能很好地模拟中医临床切脉方法，基本实现中医常见脉象的定量检测。

在本发明一可选的实施例中，在中医脉搏传感器的外壳4上设置有一固定绑带5，通过固定绑带5将中医脉搏传感器绑在人的手腕上。优选的，固定绑带5为具有弹性的绑带，例如橡胶绑带。

在本发明一可选的实施例中，传感器探测头6末端设置有(2n+1)*m个定位辅传感器10，m、n均为正整数。本发明通过采用(2n+1)*m组合的定位辅传感器排列设计，保证了最中间的一列定位辅传感器10的两侧设置有相同数量的定位辅传感器10，提高了测量精度。进一步优选的，传感器探测头6末端设置有一排3个定位辅传感器10，如图3和图4所示。

本装置设计的精密自动加压、自动探位式中医脉搏传感器为主传感器10a与三个(或三个以上)定位辅传感器10复合的结构形式。其中主传感器10a等截面悬臂梁结构，在梁上贴有应变片作为压力敏感元件，接入测量电桥，将压力信号转变为电信号。该信号用于提取切脉压力和脉搏搏动波信号。经信号处理与融合，可以提取中医脉搏压力图的基本定量参数、判读不同类型脉图和提取某些与人体病理生理状态相关的信息。在主传感器10a的触头表面上，用线切割和精密切削加工技术将触头切割成三条独立的弹性小梁。三个小梁沿血管直径方向分布，贴上半导体应变片组成三个独立的小压力传感器，能实现脉象定位信号的检测。通过本装置的自动加压机构、各种微调机构调节和脉象探头精确定位技术，能很好地模拟中医临床切脉方法；基本实现中医常见脉象的定量检测。需要说明的是，在实际产品中，主传感器10a与定位辅传感器10的表面是齐平的，在图中为了更好的表示故将定位辅传感器10凸出于主传感器10a的表面。

如图3所示，传感器探测头6表面沿血管直径方向布置3个定位小压力传感器(也即定位辅传感器10)，并标定成统一的输出灵敏度。通过调节定位调节机构9，使中心那个定位辅传感器10比两侧的定位辅传感器10输出值大时表示定位准确。其原理是因为大都数脉象的搏动力在血管直径方向上的分布状态为中心处最大，然后沿血管两测衰减。

在本发明一可选的实施例中，外壳4顶端设置有轴套或轴承3，通过轴套或轴承3将导向丝杆2套设在外壳4内。

在本发明一可选的实施例中，各若干定位辅传感器10为贴有半导体应变片或压电薄膜、压电陶瓷、压电硅片的任意一种或多种组合所组成的相互独立的小压力传感器，采用上述材质制成的传感器的特点是精度高，成本低，符合测量精度及成本要求。

在本发明一可选的实施例中，主传感器10a和各定位辅传感器10的信号输出端均连接到一外部的计算机模块201，通过计算机模块201来获取测量数据，且该计算机模块201连接步进电机1，用于控制步进电机1运作。如图2所示，在计算机模块201的指令下，通过微型步进电机1、精密导向丝杆2、精密轴套或轴承、外壳4、固定绑带等组成自动调节系统，使传感器探测头6产生0～20毫米垂直位移的自动调节。实现脉象检测过程中浮、中、沉取脉压力的自动无级加压。

实施例二

本实施例提供了一种采用上述中医脉搏传感器的测量方法，该方法采用主传感器10a与多点传感器复合的方法，模拟中医手指的切脉方法，基本实现中医常见脉象的检测，主要包括如下步骤：

步骤S1、步进电机1推动导向丝杆2使传感器探测头6与腕部表面皮肤进行接触；

步骤S2、根据各定位辅传感器10同时感受到脉搏信号，通过定位调节机构9调节传感器探测头6的位置，测得脉搏数据。

在完成上述的步骤S1和步骤S2后，还包括正常进行下一步操作202，例如对测得的数据进行分析的步骤，在此不予赘述。

下面就上述步骤S1的具体流程进行进一步的阐述，具体包括：

步骤S1a、利用固定绑带将医脉搏传感器固定在腕部。

步骤S1b、计算机模块201发出驱动指令使步进电机1转动，步进电机1带动连接在一起的导向丝杆2，导向丝杆2带动传感器探测头6接触腕部表面皮肤，并向下对人体腕部皮肤表面7和皮肤下的腕部桡动脉血管8自动加压。

步骤S1c、当主传感器10a探头感受到预设要求的压力时，将信息反馈给计算机模块，计算机模块控制停止步进电机1转动，完成一次自动加压过程。

下面就上述步骤S2的具体流程进行进一步的阐述，具体包括：

步骤S2a、当传感器探测头6由自动加压机构001的加压机构驱动与人体腕部皮肤表面7和皮肤下的腕部桡动脉血管8接触后,复合在主传感器10a探头6表面的灵敏度一致的微型定位辅传感器10，同时感受到脉搏信号，并将主传感器10a和微型定位辅传感器10测得的数据传输给计算机模块。判断中间的定位辅传感器10输出的信号强度是否大于两侧定位辅传感器10输出的信号强度，如果定位准确，则为定位准确的输出信号11；如果定位不准确，则为定位不准确输出信号12，说明传感器探测头6的位置与腕部桡动脉血管偏差过大。通过定位调节机构9将主传感器10a探头的位置向输出的信号强度较弱的一侧定位辅传感器10方向移动，测得脉搏数据；

步骤S2b、重复步骤S2a，直至中间的定位辅传感器10输出的信号强度最大，进而保证了测得的数据最接近真实数据。

本发明的有益效果是：该自动加压系统装置结合编辑的计算机软件指令可控制脉象探头的起始位置、终点位置以及测脉过程中的浮中沉压力的无级加压，减少了手动操作的复杂性与不稳定性；该脉象探头精确定位机构利用三个(或以上)复合在脉象传感器主探头上的微型传感器发出的信号，判别定位是否正确，并通过辅助的机械调节机构达到定位修正，是脉象检测过程的精确定位得到了很好的解决，提高了脉象探头精确定位的精度与测量的准确性。该方法能模拟中医手指的切脉方法，基本实现中医20多种常见脉象的检测，可广泛应用于中医实验教学以及中医各科的临床辅助诊断、病情监护，中药、针灸、气功、康复、保健措施的疗效评价，为教学、科研、临床提供可靠的中医脉象定量参数指标。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种中医脉搏传感器，其特征在于，所述中医脉搏传感器具有一外壳，所述外壳内设置有加压机构、脉象探头定位机构；

所述加压机构包括有步进电机、导向丝杆和传感器探测头，所述导向丝杆的一端连接所述步进电机的转子，另一端固定有所述传感器探测头；

所述脉象探头定位机构包括主传感器、若干定位辅传感器、定位调节机构，所述主传感器和所述定位辅传感位于所述传感器探测头末端，所述定位调节机构与所述传感器探测头相连。

2.如权利要求1所述的中医脉搏传感器，其特征在于，所述中医脉搏传感器设置有一固定绑带，通过所述固定绑带将所述中医脉搏传感器绑在腕部。

3.如权利要求1所述的中医脉搏传感器，其特征在于，所述传感器探测头末端设置有(2n+1)*m个定位辅传感器，m、n均为正整数。

4.如权利要求3所述的中医脉搏传感器，其特征在于，所述传感器探测头末端设置有3个定位辅传感器。

5.如权利要求1所述的中医脉搏传感器，其特征在于，所述外壳顶端设置有轴套或轴承，通过所述轴套或轴承将所述导向丝杆套设在所述外壳内。

6.如权利要求1所述的中医脉搏传感器，其特征在于，各所述定位辅传感器为贴有半导体应变片或压电薄膜、压电陶瓷、压电硅片的一种或多种所组成的相互独立的压力传感器。

7.如权利要求1所述的中医脉搏传感器，其特征在于，所述主传感器和各所述定位辅传感器的信号输出端均连接到一外部的计算机模块，且该计算机模块与所述步进电机的控制端相连。

8.一种采用权利要求1至7任意一所述中医脉搏传感器的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、步进电机推动导向丝杆使传感器探测头与腕部表面皮肤进行接触；

步骤S2、根据各所述定位辅传感器同时感受到脉搏信号，通过定位调节机构调节传感器探测头的位置，测得脉搏数据。

9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

步骤S1a、利用固定绑带将医脉搏传感器固定在腕部；

步骤S1b、步进电机推动导向丝杆使传感器探测头接触腕部表面皮肤；

步骤S1c、当主传感器探头感受到预设要求的压力时，将信息反馈给计算机模块，计算机模块控制停止步进电机转动，完成一次自动加压过程。

10.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S2a、判断中间的定位辅传感器输出的信号强度是否大于两侧定位辅传感器输出的信号强度，若否，通过定位调节机构将主传感器探头的位置向输出的信号强度较弱的一侧定位辅传感器方向移动，测得脉搏数据；

步骤S2b、重复步骤S2a，直至中间的定位辅传感器输出的信号强度最大。