CN109730642A - 可穿戴脉相采集分析手环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可穿戴脉相采集分析手环，包括：压力传感器阵列用于定位和采集脉相信息；机电传动装置用于给在用户手腕内侧的各个位置的压力传感器阵列整体施加压力，以使每个压力传感器阵列在不同压力下采集脉相信息；处理器用于控制机电传动装置工作，以确定用户手腕内侧的各个位置，并根据位置提取不同施加压力下相应的脉相信息发送至无线通信模块；无线传输模块用于采集到完整的脉相信息传输到服务器中，以使服务器利用大数据对当前脉相信息进行识别和分类，给出用户的分析结果，将分析结果发送给终端设备。该手环便携可穿戴，可长期监控获取数据，准确采集脉相信息，并利用大数据和人工智能算法为用户提供最终的健康或诊断信息。

Description

可穿戴脉相采集分析手环

技术领域

本发明涉及医学测量设备技术领域，特别涉及一种可穿戴脉相采集分析手环。

背景技术

在国家大力提倡发展公众健康，提倡防治结合，预防为主的背景下，个人身体状况的长期监控已成为发展趋势。中医作为一种无创的，可整体性和系统性的有效提取身体健康指标的医疗手段，为大众所接受。而便携式脉相仪则为中医长期监控调理公众健康提供可能。

脉相是中医诊断的重要依据之一，传统的脉相诊断利用手指的感觉来分析脉搏的“数、位、形、势”等特征，具有太大的主观性，缺乏统一规范的标准。而脉相仪可定量、定性进行分析，为中医的标准化提供依据。

当前已有系统还存在的一个重大问题是因为采用点测量的方式，因此很难找到精确的测量位置，大部分需要手动控制或多次调试，给普及使用造成困难，因而不可穿戴，并且数据容易不准确。同时，市面的产品多为一个接触点或接触点间不可调节与传统中医的诊断手法相差太大，不能提供足够的有效信息。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种可穿戴脉相采集分析手环。

为达到上述目的，本发明提出了可穿戴脉相采集分析手环，包括：压力传感器阵列，用于定位和采集脉相信息；机电传动装置，用于给在用户手腕内侧的各个位置的所述压力传感器阵列整体施加压力，以使每个压力传感器阵列在不同压力下采集脉相信息；处理器，用于控制所述机电传动装置工作，以确定所述用户手腕内侧的各个位置，并根据位置提取不同施加压力下相应的脉相信息发送至无线通信模块；无线传输模块，用于将所述每个压力传感器阵列在不同压力下采集到完整的所述脉相信息传输到服务器中，以使所述服务器利用大数据对当前脉相信息进行识别和分类，给出用户的分析结果，将所述分析结果发送给终端设备。

本发明实施例的可穿戴脉相采集分析手环，便携可穿戴，脉相信息采集准确，获取模式丰富，可定量定性的长期监控获取数据，为建立数据库并对中医的标准化提供依据，同时，利用了大数据和人工智能算法可以为用户提供最终的健康信息或诊断信息。

另外，根据本发明上述实施例的可穿戴脉相采集分析手环还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：所述处理器，具体用于读取所述压力传感器阵列的信息，在所述压力传感器阵列中搜寻信号最强或是跟中医规定的脉相最相近的点或几个点的综合信号，以此来确定寸、关、尺的准确位置，并根据所述准确位置提取不同施加压力下相应的脉相信息；所述处理器，具体用于控制用户手腕内侧的各个位置的压力，根据读取的压力传感器阵列的压力信号反馈调节所述机电传动装置；以及所述处理器连接所述无线传输模块，用于发送所述脉相信息和接收指令。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述压力传感器阵列采用二维石墨烯柔性封装设计以贴合用户皮肤表面。

进一步地，在本发明的一个实施例中，将所述压力传感器阵列分别设置在用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置；所述机电传动装置，具体用于给在用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置的所述压力传感器阵列整体施加压力，以模拟中医三个手指不同的按压力度，使所述压力传感器阵列不同压力下采集脉相信息。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述机电传动装置由电机和传动装置组成，所述电机位于用户手腕背部，以平衡系统的重量分布。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述机电传动装置进一步用于设置三个独立的电机分别对所述每个压力传感器阵列的压力进行控制，同时所述机电传动装置将所述电机转动时产生的扭矩传送到用户手腕内侧的寸、关、尺的位置，转变为对其的压力。

可选地，在本发明的一个实施例中，采用刚性的杠杆传动的方式，电机转动时产生一个垂直于手背向上的力，该力使杠杆围绕着用户手腕转动，从而对用户手腕内侧施加向下的力；和或采用柔性牵引的方式，将线环绕手腕，当电机转动时缩紧线圈从而对用户手腕内侧施加向下的力。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：所述压力传感器阵列的信号提取电路、信号降噪电路、信号放大电路和电机驱动电路。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的可穿戴脉相采集分析手环内部结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的可穿戴脉相采集分析手环电路图结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的压力传感器阵列结构示意图。

附图标记说明：

10-可穿戴脉相采集分析手环、100-压力传感器阵列、101-信号提取电路、102-信号降噪电路、103-信号放大电路、104-模数转换器、200-机电传动装置、300-处理器和400-无线传输模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的可穿戴脉相采集分析手环。

本发明实施例是对相关技术中存在缺点进行解决，主要缺点如下：

a.当前已有的系统最主要的问题是不便携不可穿戴，从而不可能对个人的脉相数据做长期监控。

b.相关技术中，系统诊脉时由于使用单点接触或固定测量点的方式，测量的位置很容易不准确，采集不到有效的脉相信息。而且在采集数据时，无法得到与中医用指尖灵活按压寸关尺三点时相同的数据，在采集信息的丰富度上，仍有较大差距。

c.在诊断结果方面，相关技术中的系统往往是只提供一个脉搏的波形，或是简单的脉相推测，并不能提供更多有效的健康信息，而且需要大量的中医知识和经验才能得到关于健康的推断，不利于普通的用户使用。

图1是本发明一个实施例的可穿戴脉相采集分析手环内部结构示意图。

如图1所示，该可穿戴脉相采集分析手环10包括：压力传感器阵列100、机电传动装置200、处理器300和无线传输模块400。

其中，压力传感器阵列100用于定位和采集脉相信息。

进一步地，压力传感器阵列100采用二维石墨烯柔性封装设计以贴合用户皮肤表面。

具体而言，第一、压力传感器阵列100采用柔性封装设计，可有效贴合皮肤表面，用于采集脉相信号，利用石墨烯传感器阵列100可自动搜索目标测量点，寻找到最佳测量位置，以避免传统脉相仪难以寻找测量位置或测量位置不准确的弊端。第二，在寸、关、尺三个位置分别设置有一个压力传感器阵列100，有效监测寸、关、尺三寸的脉相及其变化，进而准确采集三个位置的脉相信息。

可以理解的是，采用柔性封装的二维石墨烯压力传感器器件，除可以有效贴合表面皮肤外，其还具有检测动态范围大、灵敏度高的特点，从而准确的采集脉相信息。

机电传动装置200用于给在用户手腕内侧的各个位置的压力传感器阵列100整体施加压力，以使每个压力传感器阵列在不同压力下采集脉相信息。

其中，机电传动装置200由电机和传动装置组成，电机位于用户手腕背部，以平衡系统的重量分布，从而提高佩戴舒适度。

机电传动装置200进一步用于设置三个独立的电机分别对每个压力传感器阵列100的压力进行控制，同时机电传动装置200将电机转动时产生的扭矩传送到用户手腕内侧的寸、关、尺的位置，转变为对其的压力。

具体而言，压力传感器阵列100分别设置在用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置，机电传动装置可以在用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置的压力传感器阵列100整体或分别施加压力，以模拟中医三个手指不同的按压力度，使压力传感器阵列100不同压力下采集浮、中、沉脉的信息。

其中，机电传动装置200对压力传感器阵列100整体施加压力是采用刚性的杠杆传动的方式，电机转动时产生一个垂直于手背向上的力，该力使杠杆围绕着用户手腕转动，从而对用户手腕内侧施加向下的力；和/或采用柔性牵引的方式，将线环绕手腕，当电机转动时缩紧线圈从而对用户手腕内侧施加向下的力。

如图2所示，下面对机电传动装置组成和可能的实现方法进行详细描述。

S1，加力所需的电机位于手腕背部，可平衡系统的重量分布，提高佩戴舒适度。

S2，设置三个独立的电机分别对每个压力传感器阵列100的压力进行控制。

S3，用传动装置将电机转动时产生的扭矩传送到手腕内侧的寸、关、尺的位置，转变为对其的压力。可实现的力传动装置包括：

a.采用刚性的杠杆传动的方式，电机转动时产生一个垂直于手背向上的力，该力使杠杆围绕着手腕转动，从而对手腕内侧施加向下的力。

b.采用柔性牵引的方式，将线环绕手腕，当电机转动时缩紧线圈从而对手腕内侧施加向下的力。

本发明实施例中的处理器300用于控制机电传动装置200工作，以确定用户手腕内侧的各个位置，并根据位置提取不同施加压力下相应的脉相信息发送至无线通信模块。

进一步地，处理器300具体用于读取压力传感器阵列100的信息，在压力传感器阵列100中搜寻信号最强或是跟中医规定的脉相最相近的点或几个点的综合信号，以此来确定寸、关、尺的准确位置，并根据准确位置提取不同施加压力下相应的脉相信息；处理器300具体用于控制用户手腕内侧的各个位置的压力，根据读取的压力传感器阵列100的压力信号反馈调节机电传动装置200；处理器300连接无线传输模块，用于发送脉相信息和接收指令。

换言之，处理器为本发明实施例的核心部分，处理器的功能包括：

a.控制电机。

b.读取压力传感器阵列100的信息，压力传感器阵列100中搜寻信号最强或是跟中医规定的脉相最相近的点，以此来确定寸、关、尺的准确位置。

c.由于个体差异，每个人加力时电机的控制量是不一样的，所以处理器300控制机电传动装置200给寸、关、尺三个位置的压力，并根据读取的传感器的压力信号调节电机，从而达到精确控制压力的目的。

d.连接无线模块，将压力传感器阵列100的脉相信息发送给服务器或接收指令，以及将分析结果发送给终端设备，以方便用户查看结果。

本发明实施例中的无线传输模块400用于将每个压力传感器阵列在不同压力下采集到完整的脉相信息传输到服务器中，以使服务器利用大数据对当前脉相信息进行识别和分类，给出用户的分析结果，将分析结果发送给终端设备。

需要说明的是，无线传输模块400可以为蓝牙、WIFI等等，将提取到的脉相信息传输给终端设备(如：手机和电脑)和服务器中，或者接收终端设备和服务器发送的指令，例如，用户查看分析结果后，用户表示不信任，需要再采集一次，则用户可以通过手机发送采集指示，无线传输模块400将指令传给处理器300，处理器300控制压力传感器阵列100找到寸、关、尺的准确位置，接着，控制机电传动装置200给用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置施加压力，最后，压力传感器阵列100采集用户手腕内侧各位置的脉相信息。

如图3所示，本发明实施例中还包括辅助电路部分，比如，压力传感器阵列的信号提取电路101、信号降噪电路102、信号放大电路103和模数转换器104等等。

另外，本发明实施例的可穿戴脉相采集分析手环可以有很多辅助的配套软件部分，例如，移动终端可以控制手环和接收手环的脉相数据，并与服务器进行通信，发送用户的脉相信息并接收诊断结果，显示给用户查看；服务器可利用大数据对脉相信息进行提取和分类，结合用户的其他信息，如身高，体重，以往的脉相信息，判断是否有异常，利用大数据和人工智能算法对脉相数据进行比对，依照中医的理论生成脉相，为患者提供初步诊断结果，并将结果返回给用户，从而提供完整的服务。

综上，本发明实施例提出的可穿戴脉相采集分析手环，便携可穿戴，脉相信息采集准确，获取模式丰富，可定量定性的长期监控获取数据，为建立数据库并对中医的标准化提供依据，同时，利用了大数据和人工智能算法可以为用户提供最终的健康信息或诊断信息。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，包括：

压力传感器阵列，用于定位和采集脉相信息；

机电传动装置，用于给在用户手腕内侧的各个位置的所述压力传感器阵列整体施加压力，以使每个压力传感器阵列在不同压力下采集脉相信息；

处理器，用于控制所述机电传动装置工作，以确定所述用户手腕内侧的各个位置，并根据位置提取不同施加压力下相应的脉相信息发送至无线通信模块；以及

无线传输模块，用于将所述每个压力传感器阵列在不同压力下采集到完整的所述脉相信息传输到服务器中，以使所述服务器利用大数据对当前脉相信息进行识别和分类，给出用户的分析结果，将所述分析结果发送给终端设备。

2.根据权利要求1所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，还包括：

所述处理器，具体用于读取所述压力传感器阵列的信息，在所述压力传感器阵列中搜寻信号最强或是跟中医规定的脉相最相近点或几个点的综合信号，以此来确定寸、关、尺的准确位置，并根据所述准确位置提取不同施加压力下相应的脉相信息；

所述处理器，具体用于控制用户手腕内侧的各个位置的压力，根据读取的压力传感器阵列的压力信号反馈调节所述机电传动装置；以及

所述处理器连接所述无线传输模块，用于发送所述脉相信息和接收指令。

3.根据权利要求1所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，所述压力传感器阵列采用二维石墨烯柔性封装设计以贴合用户皮肤表面。

4.根据权利要求1所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，将所述压力传感器阵列分别设置在用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置；

所述机电传动装置，具体用于给在用户手腕内侧的寸、关、尺三个位置的所述压力传感器阵列整体施加压力，以模拟中医三个手指不同的按压力度，使所述压力传感器阵列不同压力下采集脉相信息。

5.根据权利要求1所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，所述机电传动装置由电机和传动装置组成，所述电机位于用户手腕背部，以平衡系统的重量分布。

6.根据权利要求5所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，所述机电传动装置进一步用于设置三个独立的电机分别对所述每个压力传感器阵列的压力进行控制，同时所述机电传动装置将所述电机转动时产生的扭矩传送到用户手腕内侧的寸、关、尺的位置，转变为对其的压力。

7.根据权利要求6所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，采用刚性的杠杆传动的方式，电机转动时产生一个垂直于手背向上的力，该力使杠杆围绕着用户手腕转动，从而对用户手腕内侧施加向下的力；和/或

采用柔性牵引的方式，将线环绕手腕，当电机转动时缩紧线圈从而对用户手腕内侧施加向下的力。

8.根据权利要求1所述的可穿戴脉相采集分析手环，其特征在于，还包括：

所述压力传感器阵列的信号提取电路、信号降噪电路、信号放大电路和电机驱动电路。