CN109330581A - 一种穿戴式脉搏信息采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴式脉搏信息采集装置。所述的穿戴式脉搏信息采集装置包括手套、柔性应力传感器、电路模块；所述的柔性应力传感器与电路模块均设置在手套表面，柔性应力传感器与电路模块电连接；所述的电路模块用于装置供电、原始信号处理以及与数据处理终端通信的功能。本发明与传统的把脉仪相比，具备柔性化、便携化设计，整体结构为手套式，用于辅助医生诊断患者脉象。本发明在不影响医生的把脉手感的情况下，可以实时采集患者寸、关、尺三个部位的脉搏信息，将医生的触觉信号变为电学信号，实现脉搏信息可视化、数据化。

Description

一种穿戴式脉搏信息采集装置

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种穿戴式脉搏信息采集装置。

背景技术

随着近年来中医治疗被认同，为了使中医诊断具有明确的科学依据，如何实现中医诊断的可视化、数字化成为中医研究领域中的主要的科学问题。近年来，众多学者发现人体脉搏波中所隐含的健康信息是非常丰富的，从而使脉搏波成为一个重要参考指标。因此，获得一个明确、精准的脉搏波信息有利于为诊断提供良好的决策信息，进而为实现中医诊断的可视化、数字化提供很好的研究思路。

目前市场上的脉搏采集装置主要为体积较大的机械式结构，成本高、不方便移动，使用时需要患者配合采集装置，针对患有特殊疾病或卧床患者无法立即有效获取脉搏信息。一方面，从测试原理上，该类脉搏采集装置强依赖于机械结构进行脉搏信号的采集，忽视了在诊断过程中，医生经验的重要性，使得这种脉搏采集装置存在测试模式较为死板，数据可信度低的问题。另一方面，从设备结构上，由于患者穴位位置各有差异，如果仅仅依赖固定的机械结构，则无法满足信号采集的准确度。此外，所采集的数据无法进行后续的分析，不能有效地与病理形成对应关系。

根据现代医学理论，在人体手指指头处也同样存在脉搏信号。因此，当医生使用自身手指对患者进行脉诊时，所感受的脉搏鼓动有可能是患者的脉搏信号与医生的脉搏信号的叠加。这种被机械式的脉诊仪忽略掉的信息，以及中医诊断方法、诊断依据有差异，就是造成设备诊断不准确的，难以实现标准化的原因。

因此，发明一种能准确、实时测量且便携的脉搏信息采集装置是中医诊脉可视化、数字化发展的迫切需求。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种穿戴式脉搏信息采集装置，可以获得更好的临床效果，来辅助医生诊断患者脉象。

本发明所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，包括手套、复数个柔性应力传感器、电路模块；所述柔性应力传感器设置在手套的手指指腹位置，所述电路模块设置在手套的手背位置，所述柔性应力传感器与所述电路模块电连接。

通过在手套上设置柔性应力传感器和电路模块，采集脉搏信息，使脉搏跳动相关电学信号可视化、数字化，有利于中医辅助诊断领域的病理学分析和科学化发展。

进一步地，所述穿戴式脉搏信息采集装置佩戴在医生手上把脉时，脉搏跳动引起所述柔性应力传感器的电学性能改变，将电学信号传输到电路模块。

具体地，所述柔性应力传感器有三个，分别位于食指、中指、无名指指腹位置；所述的柔性应力传感器用于医生诊断过程中，采集手指指腹处接收到的患者脉搏信息。

采用柔性应力传感器，采集面不再局限于平面，安置在指腹位置不会影响手指诊脉时的灵活度，同时具有优秀的响应灵敏度与穿戴舒适性。

进一步地，所述的柔性应力传感器还可以采集医生自身手指指腹处的脉搏信息。

进一步地，所述的脉搏信息包括：

心肌鼓动引起的寸、关、尺三部分脉搏压力值；

手指指腹处脉搏压力值；

脉搏波的相位差；

所述脉搏压力值的最高值与最低值之间的时间差；

基于脉搏压力信息，进一步换算所得的血压信息。

进一步地，所述电路模块包括信号处理模块和电源模块；所述信号处理模块将采集到的脉搏数据信息进行滤波、降噪处理并传输到数据处理终端。

进一步地，所述电源模块包括蓄电池和充电口，所述蓄电池为所述信号处理模块和柔性应力传感器供电，所述充电口连接所述蓄电池。

进一步地，所述信号处理模块包括食指、中指、无名指三个信号通道，操作时可采集三个信号通道的脉搏信息，或关闭其他信号通道，采集某单个信号通道的脉搏信息。

在不影响医生的把脉手感的情况下，可以实时采集患者的脉搏信息，将医生的触觉信号变为电学信号，实现脉搏信息可视化、数据化，还可以采集医生自身手指指腹处的脉搏信息。

进一步地，所述柔性应力传感器与所述电路模块以导线电连接。

进一步地，每一所述柔性应力传感器包括阵列式设置的四个应力传感器；所述柔性应力传感器以编织、镀膜、涂覆或压合的方式与手套结合。

进一步地，所述手套材料为布料、纤维材料、橡胶、聚乙烯材料、PVC材料或乳胶材料。

具体地，使用本发明的穿戴式脉搏信息采集装置采集脉搏信息的方法，包括：接收所述电路模块输出的人体脉搏信息波形图；

滤除脉搏信息波形图中的杂波得出有效波形图；

依据病例和有效波形图配置出临床标注软件和硬件设施；

接收医师的临床标注和有效波形图并汇总至大数据分析平台。

本发明有望通过建立脉搏信息大数据分析平台，将脉象与疾病建立对应关系，来辅助医生临床诊断病情。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明一种实施例的穿戴式脉搏信息采集装置结构示意图。

图2为本发明一种实施例的寸关尺三处同时连续测得的脉搏信息效果图。

图3为本发明一种实施例的人体不同手指指腹连续测得的脉搏信息效果图。

图4为本发明一种实施例的脉搏信息采集软件的效果图。

图5为本发明一种实施例的采集脉搏信息的方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1，其为本实施例穿戴式脉搏信息采集装置结构示意图。

本实施例所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，包括手套1、柔性应力传感器2、电路模块3；柔性应力传感器2设置在手套1的手指指腹位置，电路模块3设置在手套1的手背位置，柔性应力传感器2与电路模块3电连接；电路模块4用于装置供电、原始信号处理以及与数据处理终端通信的功能。

在本发明中手套作为设置传感器和电路模块的装置，不会影响医生把脉时的手部动作和压力，便于医生把脉诊断。

所述柔性应力传感器具有较好的生物相容性、可拉伸性、柔软性及可穿戴性等优势。

所述原始信号是指未经降噪处理的、由柔性应力传感器接收到的初始脉搏信号。

所述数据处理终端可以为电脑，也可以为手机终端。

在本实施例中，当医生将脉搏信息采集装置佩戴在手上把脉时，患者脉搏跳动引起所述柔性应力传感器的电学性能改变，将电学信号传输到电路模块。

医生把脉时用手指部位按压患者手腕桡动脉位置，可获得较为准确的脉搏信息，电路模块将采集到的脉搏信息进行降噪处理并传输到电脑或移动终端，可直观地、实时地观察患者手腕处脉搏波形图，辅助医生诊断患者病情。

具体地，在本实施例中所述柔性应力传感器有三个，分别位于食指、中指、无名指指腹位置；所述的柔性应力传感器用于医生诊断过程中，采集手指指腹处接收到的患者脉搏信息。

所述的柔性应力传感器还可以采集医生自身手指指腹处的脉搏信息。

采用柔性应力传感器，采集面不再局限于平面，安置在指腹位置不会影响手指诊脉时的灵活度，同时具有优秀的响应灵敏度与穿戴舒适性。

所述信号处理模块包括食指、中指、无名指三个信号通道，操作时可采集三个信号通道的脉搏信息，或关闭其他信号通道，采集某单个信号通道的脉搏信息。

根据现代医学理论，在人体手指指头处也存在脉搏信号。因此，当医生使用自身手指对病人进行脉诊时，医生所感受的脉搏鼓动有可能是病人的脉搏信号与自身的脉搏信号的叠加。这种被大部分机械式的脉诊仪忽略掉的信息，以及中医诊断方法、诊断依据有差异，是造成设备诊断不准确，难以实现标准化的原因。在本实施例中，医生戴上脉搏信息采集装置，指腹处的柔性应力传感器即可收集到食指、中指、无名指指腹处的脉搏信号；临床诊断时医生戴上本装置对患者把脉，可收集到医生自身指腹处的脉搏信号和患者手腕处的脉搏信号，两者叠加可真实还原诊断中需获取的脉搏信号。

请参阅图2和图3，其为寸关尺三处同时连续测得的脉搏信息效果图和人体不同手指指腹脉搏信息效果图。

所述寸、关、尺是脉学术语，指寸口脉分三部的名称。桡骨茎突处为关，关之前(腕端)为寸，关之后(肘端)为尺。

用户通过佩戴穿戴式脉搏信息采集装置，并对自己进行诊脉，自身的“寸关尺”的脉象信息被实时地采集至电脑终端中。利用脉搏信息采集软件如实地显示脉搏的电学信号，如图2所示。将脉搏波信息进行局部放大和分析发现，“寸”的脉搏波与“尺”、“关”的脉搏波存在着明显的相位差，该相位差大小约为0.12秒，这表明了本发明通过三个通道的实时采集，能够有效地记录下真实的人体脉搏信息，并可实现脉象的数据化。利用海量的数据样本和人工智能分析，达到辅助中医的临床判断的效果。

本发明的脉搏信息采集装置还可针对手指的脉搏信息进行采集，采集对象为食指、中指、无名指，利用三个通道的信号采集，自身的脉象信息被实时地传输至电脑终端中，其电学信号，如图3所示。分别对每个手指处的脉搏信号进行分析，发现三个手指的脉搏信号的脉搏波形几乎相同，而且不存在着类似“寸关尺”部位的波形相位差。这充分说明，本发明对于脉搏信号实现数据化与图像化具备优异的转换能力，并能够真实还原脉象中的微小差异，未来有希望用于中医辅助诊断领域中。

在本实施例中，柔性应力传感器2与电路模块3以导线4实现电连接；三个柔性应力传感器2分别位于食指、中指、无名指指腹位置；用于医生诊断过程中，采集手指指腹处接收到的患者手腕寸、关、尺三处部位的脉搏信息。

在本实施例中，每一柔性应力传感器包括阵列式设置的四个应力传感器；柔性应力传感器与手套结合的方式可以为编织、镀膜，也可以为涂覆或压合。

在本实施例中，电路模块3包括信号处理模块31和电源模块32。

信号处理模块31具有蓝牙通信和wifi通信功能，将采集到的脉搏信号进行滤波、降噪处理并传输到数据处理终端。

电源模块32包括蓄电池和充电口，所述蓄电池为所述信号处理模块和柔性应力传感器供电，所述充电口为蓄电池充电。

请参阅图4，其为脉搏信息采集软件的效果图。

当医生将脉搏信息采集装置佩戴在手上，用手指部位按压患者手腕桡动脉位置，脉搏跳动引起柔性应力传感器的电学性能改变，并通过导线将这种变化信号传输至信号处理模块，信号处理模块将采集到的脉搏数据信息进行滤波、降噪处理并传输到电脑或移动终端。通过脉搏信息采集软件可直观地、实时地观察患者手腕寸、关、尺三处脉搏信息，也可以关闭其他通道，有针对性地观察某处脉搏信息，用于辅助医生诊断患者病情。所述的脉搏信息包括：心肌鼓动引起的寸、关、尺三部分脉搏压力值；手指指腹处脉搏压力值；所述脉搏压力值的最高值；脉搏波的相位差；所述脉搏压力值的最低值；所述最高值与所述最低值之间的时间差；基于脉搏压力信息，进一步换算所得的血压信息。

请参阅图5，其为本实施例的一种采集脉搏信息的方法流程图。

使用本发明的穿戴式脉搏信息采集装置采集脉搏信息的方法，包括：

S1接收所述电路模块输出的人体脉搏信息波形图；

S2滤除脉搏信息波形图中的杂波得出有效波形图；

S3依据病例和有效波形图配置出临床标注软件和硬件设施；

S4接收医师的临床标注和有效波形图并汇总至大数据分析平台。

本发明为一种辅诊装置，在中医诊断过程中，实时采集患者的原始脉搏数据，该数据为客观化的表象信息，而医生的诊断结果为主观的表象信息。当诊断结束时，将同时收集到客观化的原始脉搏数据和主观化的诊断结果和治疗配方，上传至大数据分析平台。通过大数据分析平台采集到的脉搏信息生成波形图，经过临床甄选、标注及对比处理，然后结合中医脉象特点将脉搏波信息量化分类储存来建立中医脉搏信息数据库。利用所建立的数据库与大数据分析平台可以得到脉象与疾病的对应关系，使得脉象信息从主观化的判断走向客观化，进而辅助医师做出诊断，同时也为中医的病理学分析提供大量的客观数据支撑，逐渐实现脉象的数据化与科学化。

当基于大数据样本所建立的数据库与分析平台具备脉象数据化和科学化的能力后，可通过中医学会等相关部门联合拟定一套关于中医脉诊的国家标准，并将该标准推广至中医培养基层单位中，以此对中医初学者进行科学化、针对化的培训与学习，实现中医脉诊的标准化、规范化。通过建立这种标准，来解决中医学长久以来无法实现统一标准的问题。

一旦诊脉标准建立后，结合人工智能和大数据平台，本发明的使用领域则从医用拓展至民用，从医院进入到平民百姓家。用户可利用同类型的脉搏信息采集装置进行检测，采集到自身的脉搏信息并与数据分析平台进行对比，进行简单地自我诊断，判断自身的健康条件，防范于未然，最终实现诊脉智能化。

相对于现有技术，本发明具备柔性化、便携化设计，整体结构为手套式，人机结合，可以获得更好的临床效果，来辅助医生诊断患者脉象。在不影响医生的把脉手感的情况下，可以实时采集患者寸、关、尺三个部位的脉搏信息，将医生的触觉信号变为电学信号，实现脉搏信息可视化、数据化。本发明还有望通过建立大量的脉搏信息库，将脉象与疾病建立对应关系，来辅助医生临床诊断病情。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也一同包含这些改动和变形。

Claims (12)

1.一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：包括手套、复数个柔性应力传感器、电路模块；所述柔性应力传感器设置在手套的手指指腹位置，所述电路模块设置在手套的手背位置，所述柔性应力传感器与所述电路模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述穿戴式脉搏信息采集装置佩戴在医生手上把脉时，脉搏跳动引起所述柔性应力传感器的电学性能改变，将电学信号传输到电路模块。

3.根据权利要求1所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述柔性应力传感器有三个，分别位于食指、中指、无名指指腹位置；所述的柔性应力传感器用于医生诊断过程中，采集手指指腹处接收到的患者脉搏信息。

4.根据权利要求3所述的穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述的柔性应力传感器还可以采集医生自身手指指腹处的脉搏信息。

5.根据权利要求3所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述的脉搏信息包括：

心肌鼓动引起的寸、关、尺三部分脉搏压力值；

手指指腹处脉搏压力值；

脉搏波的相位差；

所述脉搏压力值的最高值与最低值之间的时间差；

基于脉搏压力信息，进一步换算所得的血压信息。

6.根据权利要求1所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述电路模块包括信号处理模块和电源模块；所述信号处理模块将采集到的脉搏数据信息进行滤波、降噪处理并传输到数据处理终端。

7.根据权利要求6所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述电源模块包括蓄电池和充电口，所述蓄电池为所述信号处理模块和柔性应力传感器供电，所述充电口连接所述蓄电池。

8.根据权利要求6所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述信号处理模块包括食指、中指、无名指三个信号通道，操作时可采集三个信号通道的脉搏信息，或关闭其他信号通道，采集某单个信号通道的脉搏信息。

9.根据权利要求1所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述柔性应力传感器与所述电路模块以导线电连接。

10.根据权利要求1所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：每一所述柔性应力传感器包括阵列式设置的四个应力传感器；所述柔性应力传感器以编织、镀膜、涂覆或压合的方式与手套结合。

11.根据权利要求1所述的一种穿戴式脉搏信息采集装置，其特征在于：所述手套材料为布料、纤维材料、橡胶、聚乙烯材料、PVC材料或乳胶材料。

12.一种使用如权利要求1至11任意一项所述的穿戴式脉搏信息采集装置采集脉搏信息的方法，包括：

接收所述电路模块输出的人体脉搏信息波形图；

滤除脉搏信息波形图中的杂波得出有效波形图；

依据病例和有效波形图配置出临床标注软件和硬件设施；

接收医师的临床标注和有效波形图并汇总至大数据分析平台。