CN110251100B - 一种脉诊仪 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种脉诊仪，包括：采集模块，所述采集模块用于同时采集第一测量点和第二测量点的脉搏波，从而获得第一双通道脉搏波信号；处理模块，所述处理模块用于根据所述第一双通道脉搏波信号获取第一诊断参数；诊断模块，所述诊断模块用于根据所述第一诊断参数获取第一诊断结果。本发明实施例提供的脉诊仪，通过利用两个通道获取第一双通道脉搏波信号，进而获取第一诊断参数，以及根据第一诊断参数获取第一诊断结果，实现了自动化的诊断结果的获取。
Description
技术领域
本发明实施例涉及测量技术领域，具体涉及一种脉诊仪。
背景技术
脉搏波携带了大量的人体健康信息，自古以来中医就利用脉搏波信息诊断疾病并形成了独特的中医脉学体系。脉诊是传统中医临床诊断“四诊”中的宝贵财富，从古代开始人们就试图寻找各种方法将主观感受到的脉诊用客观形象的形式展现出来。
近10年，国内各种手环、手表等脉搏波采集设备纷纷进入家庭，成为大众熟知的获取和监测自身健康数据的方式。但是这些设备仅能测量心率、血氧、睡眠深度等简单指标，且采集信号的质量和精度不足，无法实现智能中医诊断目标。
随着电子和计算机技术的发展，获取与采集脉搏波主要有五种技术手段：压力传感技术、脉动位移技术、脉管容积传感技术、脉动振动频率技术和超声多普勒技术。随着生物医学传感器技术的成熟，光电容积脉搏波描记(photo plethysmo graphy，简称PPG)被现代医学界广泛采用和熟悉。PPG是一种结构简单、成本低廉及方便实用的光电信号测量与分析技术，用于探测和描记外周微小血管的血液容积变化过程，是一种典型的非侵入式测量技术和方法。
科研和医疗实践中，迫切需要以中医诊断理论为指导，结合最新观测技术和分析方法，研发更加实用且测量功能更丰富的脉搏波采集与获取方法，对大众福祉有重要意义。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明实施例提供一种脉诊仪。
本发明实施例提供的脉诊仪包括：采集模块，所述采集模块用于同时采集第一测量点和第二测量点的脉搏波，从而获得第一双通道脉搏波信号；处理模块，所述处理模块用于根据所述第一双通道脉搏波信号获取第一诊断参数；诊断模块，所述诊断模块用于根据所述第一诊断参数获取第一诊断结果。
进一步地，所述采集模块还用于采集改变被测者体位或呼吸频率后的所述第一测量点和所述第二测量点的脉搏波，从而获得第二双通道脉搏波信号；所述处理模块还用于：根据所述第二双通道脉搏波信号获取第二诊断参数，以及根据所述第一诊断参数和所述第二诊断参数获取第三诊断参数；所述诊断模块还用于：根据所述第二诊断参数获取第二诊断结果，以及根据所述第三诊断参数获取第三诊断结果。
进一步地，所述采集模块包括PPG脉搏波信号采集子模块，用于获取PPG脉搏波信号。
进一步地，所述第一诊断结果包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；其中，所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种；所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标；所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标；所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。
进一步地，所述处理模块具体用于：对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；并对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异，从而得到包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异的所述第一诊断参数。
进一步地，所述诊断模块具体用于：对应于所述第一诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果；对应于所述第二诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第二人体模型分类器，从而获取所述第二诊断指标的结果；对应于所述第三诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第三人体模型分类器，从而获取所述第三诊断指标的结果；对应于所述第四诊断指标，根据所述第一双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
进一步地，所述第一诊断结果、所述第二诊断结果和所述第三诊断结果均包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；其中，所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种；所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标；所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标；所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。
进一步地，所述处理模块具体用于：对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；并对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异，从而得到包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异的所述第一诊断参数；对所述第二双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第二双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第二双通道脉搏波信号的第二归一化相位、第二归一化相位差、第二归一化波形及第二波形差异；并对所述第二波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第二时域差异和第二频域差异，从而得到包括所述第二归一化相位差、所述第二波形差异、所述第二时域差异及所述第二频域差异的所述第二诊断参数；以及，分别对所述第一归一化相位差和所述第二归一化相位差、所述第一波形差异和所述第二波形差异、所述第一时域差异和所述第二时域差异、所述第一频域差异和所述第二频域差异做差，得到归一化相位二次差、波形差异二次差、时域差异二次差及频域差异二次差，从而得到第三诊断参数。
进一步地，所述诊断模块具体用于：对应于所述第一诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果；对应于所述第二诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第二人体模型分类器，从而获取所述第二诊断指标的结果；对应于所述第三诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第三人体模型分类器，从而获取所述第三诊断指标的结果；对应于所述第四诊断指标，根据所述第一双通道脉搏波信号和/或所述第二双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
进一步地，所述处理模块在用于进行归一化处理时，具体用于：利用预先建立的人体全局脉搏波模型进行归一化处理；其中，所述人体全局脉搏波模型通过根据人体标准的血管长度和血液动力学，对预设采集位置的双通道脉搏波进行仿真和建模得到。
本发明实施例提供的脉诊仪，通过利用两个通道获取第一双通道脉搏波信号，进而获取第一诊断参数，以及根据第一诊断参数获取第一诊断结果，实现了自动化的诊断结果的获取。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的脉诊仪的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的脉诊仪测量时的两个测量点的位置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的脉诊仪的结构示意图。如图1所示，所述脉诊仪包括采集模块10、处理模块20及诊断模块30，其中：
所述采集模块10用于同时采集第一测量点和第二测量点的脉搏波，从而获得第一双通道脉搏波信号；所述处理模块20用于根据所述第一双通道脉搏波信号获取第一诊断参数；所述诊断模块30用于根据所述第一诊断参数获取第一诊断结果。
所述采集模块10包括两个通道；可以利用两个通道同时进行脉搏波采集，从而获得双通道脉搏波信号，也可以只利用其中一个采集通道，从而获得单通道脉搏波信号。
所述采集模块10可以同时采集两个测量点即第一测量点和第二测量点的脉搏波获得第一双通道脉搏波信号，所述处理模块20用于根据所述第一双通道脉搏波信号获取第一诊断参数，所述第一诊断参数可以用于供诊断模块30进行差异性分析或相关性分析，获取对应的诊断结果。
本发明实施例通过利用两个通道获取第一双通道脉搏波信号，进而获取第一诊断参数，以及根据第一诊断参数获取第一诊断结果，实现了自动化的诊断结果的获取。
进一步地，基于上述实施例，所述测量点分布于头部、手部或足部。
采集脉搏波时的测量点取自头部、手部或足部。切全身动脉，以体察经络气血运行情况，从而推断疾病的脉诊方法。又称遍诊，为古代脉诊方法之一。切脉部位有上(头部)、中(手部)、下(足部)三部。本发明实施例中脉搏波的测量点取自头部、手部或足部，以便于后续获取中医诊断结果。
为获取中医诊断结果，两个测量点可以同时取于头部、手部或足部的不同位置，两个测量点也可一个分布于头部，另一个分布于手部；或，一个分布于头部，另一个分布于足部，或一个分布于手部，另一个分布于足部。
如所述第一测量点可以取自手指、耳垂、手腕、手掌、脚趾、脚腕、脚掌或颈部；所述第二测量点也可以取自手指、耳垂、手腕、手掌、脚趾、脚腕、脚掌或颈部。双通道测量时，两个测量点宜分布于不同位置，以获取差异信息。
图2是本发明实施例提供的脉诊仪测量时的两个测量点的位置示意图。如图2所示，所述两个测量点可以为不同手的手指(不局限于同为食指)、同一只手的不同手指(可任意取五个手指中的二个)、手指和耳垂、两个手腕、手指和手腕、耳垂和手腕等。图2只是部分示例，所述测量点可以从手指、耳垂、手腕、手掌、脚趾、脚腕、脚掌或颈部中任取。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过测量分布于头部、手部或足部的测量点的双通道脉搏波信号，为实现自动化的中医诊断结果的获取奠定基础。
进一步地，基于上述实施例，所述采集模块10还用于采集改变被测者体位或呼吸频率后的所述第一测量点和所述第二测量点的脉搏波，从而获得第二双通道脉搏波信号；所述处理模块20还用于：根据所述第二双通道脉搏波信号获取第二诊断参数，以及根据所述第一诊断参数和所述第二诊断参数获取第三诊断参数；所述诊断模块30还用于：根据所述第二诊断参数获取第二诊断结果，以及根据所述第三诊断参数获取第三诊断结果。
改变体位后的信号变化反映人体的调节能力强弱，改变体位的测量如伸直手臂和放平手臂的测量。通过测量体位改变前后的脉搏波形态与节律变化，可以获取有效的健康状况指标。
改变体位包括但不局限于以下动作：
头：低头、仰头、头向左偏、头向右偏、头向左转90度、头向右转90度；
手：抬起胳膊与胸口齐高、抬起胳膊举过头顶、放下胳膊自然垂直、将胳膊放置在桌上、向外180度伸展胳膊；
足：坐着抬起腿与地面水平、坐着放下腿、将腿抬置在矮凳上、站立抬起一条腿单脚站立、站着向后抬起腿。
通过引导控制呼吸频率，测量脉搏波形与节律的变化，可以探查身体健康状况。调节呼吸可以改变迷走神经的张力，脉诊仪可以通过心率变异性测量该种变化量是否存在异常。例如有研究表明：仅通过引导呼吸下指端容积脉搏波信号的功率谱分析，就能够快速准确地检测出病人是否患上严重的冠状动脉疾病。
改变呼吸可以包括但不限于：呼吸引导：屏住呼吸、正常呼吸、按节律呼气吸气(比如呼气5秒，吸气5秒；呼气3秒，吸气5秒等)。
改变体位后，需要重新采集所述两个测量点的脉搏波信号，即所述第二双通道脉搏波信号。改变被测者体位或呼吸频率后的第二双通道脉搏波信号可以反映相应的健康状况。
因此，所述采集模块10还用于采集改变被测者体位或呼吸频率后的所述第一测量点和所述第二测量点的脉搏波，从而获得第二双通道脉搏波信号；所述处理模块20还用于：根据所述第二双通道脉搏波信号获取第二诊断参数，以及根据所述第一诊断参数和所述第二诊断参数获取第三诊断参数；其中，所述处理模块20根据所述第二双通道脉搏波信号获取第二诊断参数的方法可以与根据所述第一双通道脉搏波信号获取第一诊断参数的方法相同；并可以通过比较第一诊断参数和第二诊断参数获取第三诊断参数。所述诊断模块30还用于：根据所述第二诊断参数获取第二诊断结果，以及根据所述第三诊断参数获取第三诊断结果。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取改变体位或呼吸频率后的第二双通道脉搏波信号，得到基于改变前、改变后、改变前后变化的双通道脉搏波信号的三种诊断结果，提高了诊断结果的准确性和可靠性。
进一步地，基于上述实施例，所述采集模块10包括PPG脉搏波信号采集子模块，用于获取PPG脉搏波信号。根据采集脉搏波信号的需求，所述采集模块10包括PPG脉搏波信号采集子模块。所述PPG脉搏波信号采集子模块用于获取PPG脉搏波信号。
容积脉搏波通过实时描记被测部位的光吸量来获取外周微血管的血液容积随心脏搏动而产生的脉动性变化。研究表明容积脉搏波信号中包含着丰富的心脏搏动、血管属性和血液流动等信息，可用来研究心血管系统和外周循环与生理病理状态的关系。基于容积脉搏波信号提取的常用指标如波传导时间(pulse transit time，PTT)和波反射指数(Reflection Index)已被业内熟悉。在此基础上，可以进一步推算出更多的血流动力学特性参数，如波传导速度(pulse wave velocity，PWV)、心输出量及外周阻力等一系列评价心血管功能的参数。容积脉搏波具有很多方面的优势，能够补充压力脉搏波采集和测量方面的一些不足，同时还具有更好的应用前景、更方便普及。同时一些临床研究结果表明，采用容积脉搏波原理测量的波传导速度等参数与中医证候及中医脉象有着密切的关系。PPG脉搏波信号即容积脉搏波信号。
为实现脉搏波信号的多样化，本发明实施例可以采集容积脉搏波信号，但不限于容积脉搏波信号，比如还可以采集压力脉搏波信号及超声多普勒信号。当然，还可以根据需要采集其他脉搏波信号。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置采集模块包括PPG脉搏波信号采集子模块，更加便利了诊断结果的获取。
进一步地，基于上述实施例，所述第一诊断结果包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；其中，所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种；所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标；所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标；所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。
所述第一诊断结果包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；各个诊断指标如：
A.阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标等
B.虚、寒、痰、涩等脉象指标；
C.十二经络强弱指标，脏腑阴阳寒热虚实指标；
D.疲劳指数、情绪指数、注意力指数等临床指标。
通过对双通道脉搏波信号的分析，可以得到双通道特有的中医诊断结果：阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标。
例如双通道信号同步测量左手-右手手指，信号差异代表了平衡性，反映中医左右阴阳平衡状态；双通道信号同步测量同一只手不同手指，信号差异用于监测不同经脉强弱变化的对比；双通道信号同步测量手指-耳垂，可以测量脉搏波的传播时间差异，计算脉搏波传播速度，进而计算血管硬度或血压。
通过与测量部位相关联的血液总量的测量，可以得到气血指标。容积脉搏波信号中的直流分量信息代表了局部血液的容积量，也就是局部总血量。气血是中医里最核心的要素，本发明实施例可以非常方便地观测指尖、耳部的血流变化，进行类似的实验，以及治疗效果的比较。此测量不拘泥于双通道，单通道使用时仍然可以测量。
另外，还可以得到虚、寒、痰、涩等脉象指标，十二经络强弱指标，脏腑阴阳寒热虚实指标，疲劳指数、情绪指数、注意力指数等临床指标。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过给出具体的诊断结果的指标，丰富了脉诊仪的诊断功能。
进一步地，基于上述实施例，所述处理模块20具体用于：对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；并对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异，从而得到包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异的所述第一诊断参数。
所述预设的预处理包括波形分割、去除异常波、干扰波等处理。为统一信号，所述处理模块20对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号再进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；其中，所述第一归一化相位包括所述第一双通道脉搏波信号中两个通道的脉搏波的归一化相位、所述第一归一化相位差通过两个通道的脉搏波的归一化相位做差得到；所述第一归一化波形包括所述第一双通道脉搏波信号中两个通道的归一化波形，所述第一波形差异是通过两个通道的归一化波形做差得到。
所述处理模块20进一步对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异；其中时域统计如求取均值、方差、标准差等，时域统计如频谱、能量运算等。从而获取所述第一双通道脉搏波信号的第一频谱差异和第一时域差异。
所述第一诊断参数包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过对第一双通道脉搏波信号进行归一化处理后，得到第一诊断参数，从而提高了诊断的可靠性。
进一步地，基于上述实施例，所述诊断模块30具体用于：对应于所述第一诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果；对应于所述第二诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第二人体模型分类器，从而获取所述第二诊断指标的结果；对应于所述第三诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第三人体模型分类器，从而获取所述第三诊断指标的结果；对应于所述第四诊断指标，根据所述第一双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
由以上可以计算得到本发明实施例任意选取的两个位置，在人体全局脉搏波模型归一化之后的左右偏移，以及波形差异。这些差异根据位置选取的不同代表了不同的含义。比如人体左右两边位置选择测量得到的左右偏移代表了人体阴阳平衡状态、平衡性等。同一边测量得到的差异反应了人体的经络强弱；不同部位(头、手、足)测量差异反映了脉搏波传播速度进而可以计算血管硬度或血压等，从而可以得到双通道特有的中医诊断结果。
例如双通道信号同步测量左手-右手手指，信号差异代表了平衡性，反映中医左右阴阳平衡状态；例如双通道信号同步测量同一只手不同手指，信号差异用于监测不同经脉强弱变化的对比；例如双通道信号同步测量手指-耳垂，可以测量脉搏波的传播时间差异，计算脉搏波传播速度，进而计算血管硬度或血压。以上测量手段和计算方法能够得到“左右差异”、”平衡性”、“波形差异”、“经络强弱”相关的指标。
可以将所述第一诊断参数输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果。第一人体模型分类可以是根据实际临床采集的人体样本构建的神经网络模型。
所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标。所述诊断模块30在用于获取所述第二诊断指标的结果时，具体用于：将所述第一诊断参数输入到预设的第二人体模型分类器；根据所述第二人体模型分类器得到虚寒痰涩类型得分(0-1之间)，从而获取所述第二诊断指标。第二人体模型分类可以是根据实际临床采集的人体样本构建的神经网络模型，人体样本采集基础为3万人次。每个人做了25种不同的动作，同时采集了身体8种两两位置组合的脉搏波信号。
所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标。所述诊断模块30在用于获取所述第三诊断指标的结果时，具体用于：将所述第一诊断参数输入到预设的第三人体模型分类器，得到十二经络强弱得分和脏腑虚实得分，从而获取所述第三诊断指标的结果。第三人体模型分类可以是根据实际临床采集的人体样本构建的神经网络模型，人体样本采集基础为3万人次。
所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。所述处理模块30根据所述第一双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过利用机器学习训练得到的人体模型分类器等方法获取相关指标结果，进一步提高了诊断结果获取的快速性和智能性。
进一步地，基于上述实施例，所述第一诊断结果、所述第二诊断结果和所述第三诊断结果均包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；其中，所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种；所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标；所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标；所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过给出具体的诊断结果的指标，丰富了脉诊仪的诊断功能。
进一步地，基于上述实施例，所述处理模块30具体用于：对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；并对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异，从而得到包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异的所述第一诊断参数；对所述第二双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第二双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第二双通道脉搏波信号的第二归一化相位、第二归一化相位差、第二归一化波形及第二波形差异；并对所述第二波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第二时域差异和第二频域差异，从而得到包括所述第二归一化相位差、所述第二波形差异、所述第二时域差异及所述第二频域差异的所述第二诊断参数；以及，分别对所述第一归一化相位差和所述第二归一化相位差、所述第一波形差异和所述第二波形差异、所述第一时域差异和所述第二时域差异、所述第一频域差异和所述第二频域差异做差，得到归一化相位二次差、波形差异二次差、时域差异二次差及频域差异二次差，从而得到第三诊断参数。
所述预设的预处理包括波形分割、去除异常波、干扰波等处理。为统一信号，所述处理模块20对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号再进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；其中，所述第一归一化相位包括所述第一双通道脉搏波信号中两个通道的脉搏波的归一化相位、所述第一归一化相位差通过两个通道的脉搏波的归一化相位做差得到；所述第一归一化波形包括所述第一双通道脉搏波信号中两个通道的归一化波形，所述第一波形差异是通过两个通道的归一化波形做差得到。所述处理模块20进一步对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异；其中时域统计如求取均值、方差、标准差等，时域统计如频谱、能量运算等。从而获取所述第一双通道脉搏波信号的第一频谱差异和第一时域差异。所述第一诊断参数包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异。
所述处理模块20对所述第二双通道脉搏波信号进行所述预设的预处理后，对所述第二双通道脉搏波信号再进行归一化处理，得到所述第二双通道脉搏波信号的第二归一化相位、第二归一化相位差、第二归一化波形及第二波形差异；其中，所述第二归一化相位包括所述第二双通道脉搏波信号中两个通道的脉搏波的归一化相位、所述第二归一化相位差通过两个通道的脉搏波的归一化相位做差得到；所述第二归一化波形包括所述第二双通道脉搏波信号中两个通道的归一化波形，所述第二波形差异是通过两个通道的归一化波形做差得到。所述处理模块20进一步对所述第二波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第二时域差异和第二频域差异；其中时域统计如求取均值、方差、标准差等，时域统计如频谱、能量运算等。从而获取所述第二双通道脉搏波信号的第二频谱差异和第二时域差异。所述第二诊断参数包括所述第二归一化相位差、所述第二波形差异、所述第二时域差异及所述第二频域差异。
所述处理模块进一步用于：对所述第一归一化相位差和所述第二归一化相位差做差得到归一化相位二次差、对所述第一波形差异和所述第二波形差异做差得到波形差异二次差、对所述第一时域差异和所述第二时域差异做差得到时域差异二次差、所述第一频域差异和所述第二频域差异做差得到频域差异二次差，从而得到第三诊断参数。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过进一步采集改变被测者体位或呼吸频率后的双通道脉搏波信号，从而获得全面的诊断参数，有利于获得包含更全面信息的诊断结果。
进一步地，基于上述实施例，所述诊断模块30具体用于：对应于所述第一诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果；对应于所述第二诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第二人体模型分类器，从而获取所述第二诊断指标的结果；对应于所述第三诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第三人体模型分类器，从而获取所述第三诊断指标的结果；对应于所述第四诊断指标，根据所述第一双通道脉搏波信号和/或所述第二双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种。所述处理模块30可以将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取多个所述第一诊断指标的结果。第一人体模型分类可以是根据实际临床采集的人体样本构建的神经网络模型。
所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标。所述诊断模块30在用于获取所述第二诊断指标的结果时，具体用于：将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第二人体模型分类器；根据所述第二人体模型分类器得到虚寒痰涩类型得分(0-1之间)，从而获取多个所述第二诊断指标。第二人体模型分类可以是根据实际临床采集的人体样本构建的神经网络模型，人体样本采集基础为3万人次。每个人做了25种不同的动作，同时采集了身体8种两两位置组合的脉搏波信号。
所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标。所述诊断模块30在用于获取所述第三诊断指标的结果时，具体用于：将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第三人体模型分类器，得到十二经络强弱得分和脏腑虚实得分，从而获取多个所述第三诊断指标的结果。第三人体模型分类可以是根据实际临床采集的人体样本构建的神经网络模型，人体样本采集基础为3万人次。
所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。所述处理模块30根据所述第一双通道脉搏波信号和/或第二双通道脉搏波信号所述计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到多个所述第四诊断指标的结果。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过利用机器学习训练得到的人体模型分类器等方法获取相关指标结果，进一步提高了诊断结果获取的快速性和智能性。
进一步地，基于上述实施例，所述处理模块30在用于进行归一化处理时，具体用于：利用预先建立的人体全局脉搏波模型进行归一化处理；其中，所述人体全局脉搏波模型通过根据人体标准的血管长度和血液动力学，对预设采集位置的双通道脉搏波进行仿真和建模得到。
处理模块30根据所述第一双通道脉搏波信号或第二双通道脉搏波信号的位置参数，利用预先建立的人体全局脉搏波模型对预处理后的所述第一双通道脉搏波信号或所述第二双通道脉搏波信号进行归一化处理；其中，所述人体全局脉搏波模型通过根据人体标准的血管长度和血液动力学，对预设采集位置的脉搏波进行仿真和建模得到。
所述人体全局脉搏波模型fmodel通过根据人体标准的血管长度和血液动力学，对预设采集位置(如头部、手部、足部)的脉搏波进行仿真和建模得到。
采集模块实际采集的时候，从以上预设采集位置处任意选择两个位置进行双路测量，根据选择的两个位置，结合人体全局脉搏波模型，得到两个位置参数v1，v2。同时，在两个采集位置得到双通道实际采集信号u1(t)，u2(t)。
计算双通道采集信号的归一化相位：
PHI1＝fmodel(u1(t)，v1，phi)；
PHI2＝fmodel(u2(t)，v2，phi)；
计算双通道采集信号的归一化相位差deltaPHI；
deltaPHI＝PHI1-PHI2；
计算双通道采集信号的归一化波形
U1(t)＝fmodel(u1(t)，v1，u)；
U2(t)＝fmodel(u2(t)，v2，u)；
计算双通道采集信号的波形差异deltaU(t)，是随时间变化的函数/序列。
deltaU(t)＝U1(t)-U2(t)；
对deltaU(t)进行时域分析和统计(均值、方差、标准差等)，以及频域分析和统计(频谱、能量等)。计算双通道采集信号的频谱差异(频域差异)deltaF；计算双通道采集信号的时域差异deltaS；
利用上述同样的方式，可以实现对所述根据所述第一双通道脉搏信号或第二双通道脉搏信号的位置参数，利用预先建立的人体全局脉搏波模型对所述第一双通道脉搏波信号或所述第二双通道脉搏波信号进行归一化处理，分别得到所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异、所述第一频域差异及所述第二归一化相位差、所述第二波形差异、所述第二时域差异、所述第二频域差异。
在上述实施例的基础上，本发明实施例通过利用预先建立的人体全局脉搏波模型进行归一化处理，提高了诊断参数的精确性，从而进一步提高了诊断结果的可靠性。
进一步需要强调的是，本发明实施例不拘泥于双通道，单通道使用时仍然可以测量。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种脉诊仪，其特征在于，包括：
采集模块，所述采集模块用于同时采集第一测量点和第二测量点的脉搏波，从而获得第一双通道脉搏波信号；
处理模块，所述处理模块用于根据所述第一双通道脉搏波信号获取第一诊断参数；具体为对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；并对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异，从而得到包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异的所述第一诊断参数；所述处理模块在用于进行归一化处理时，具体用于：利用预先建立的人体全局脉搏波模型进行归一化处理；其中，所述人体全局脉搏波模型通过根据人体标准的血管长度和血液动力学，对预设采集位置的双通道脉搏波进行仿真和建模得到；
诊断模块，所述诊断模块用于根据所述第一诊断参数获取第一诊断结果；
所述采集模块还用于采集改变被测者体位或呼吸频率后的所述第一测量点和所述第二测量点的脉搏波，从而获得第二双通道脉搏波信号；
所述处理模块还用于：根据所述第二双通道脉搏波信号获取第二诊断参数，以及根据所述第一诊断参数和所述第二诊断参数获取第三诊断参数；所述第三诊断参数用于反应人体调节能力的强弱；
所述诊断模块还用于：根据所述第二诊断参数获取第二诊断结果，以及根据所述第三诊断参数获取第三诊断结果。
2.根据权利要求1所述的脉诊仪，其特征在于，所述采集模块包括PPG脉搏波信号采集子模块，用于获取PPG脉搏波信号。
3.根据权利要求1所述的脉诊仪，其特征在于，所述第一诊断结果包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；其中，所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种；所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标；所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标；所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的脉诊仪，其特征在于，所述诊断模块具体用于：
对应于所述第一诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果；
对应于所述第二诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第二人体模型分类器，从而获取所述第二诊断指标的结果；
对应于所述第三诊断指标，将所述第一诊断参数输入到预设的第三人体模型分类器，从而获取所述第三诊断指标的结果；
对应于所述第四诊断指标，根据所述第一双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
5.根据权利要求1所述的脉诊仪，其特征在于，所述第一诊断结果、所述第二诊断结果和所述第三诊断结果均包括第一诊断指标、第二诊断指标、第三诊断指标及第四诊断指标的结果中的至少一种；其中，所述第一诊断指标包括阴阳平衡状态指标、血管硬度指标及血压指标中的至少一种；所述第二诊断指标包括脉相指标，所述脉相指标包括虚寒痰涩相关指标；所述第三诊断指标包括十二经络强弱指标和脏腑阴阳寒热虚实指标；所述第四诊断指标包括临床指标，所述临床指标包括疲劳指数指标、情绪指数指标及注意力指数指标中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的脉诊仪，其特征在于，所述处理模块具体用于：
对所述第一双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第一双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第一双通道脉搏波信号的第一归一化相位、第一归一化相位差、第一归一化波形及第一波形差异；并对所述第一波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第一时域差异和第一频域差异，从而得到包括所述第一归一化相位差、所述第一波形差异、所述第一时域差异及所述第一频域差异的所述第一诊断参数；
对所述第二双通道脉搏波信号进行预设的预处理后，对所述第二双通道脉搏波信号进行归一化处理，得到所述第二双通道脉搏波信号的第二归一化相位、第二归一化相位差、第二归一化波形及第二波形差异；并对所述第二波形差异进行时域统计和频域统计，进一步获取第二时域差异和第二频域差异，从而得到包括所述第二归一化相位差、所述第二波形差异、所述第二时域差异及所述第二频域差异的所述第二诊断参数；
以及，分别对所述第一归一化相位差和所述第二归一化相位差、所述第一波形差异和所述第二波形差异、所述第一时域差异和所述第二时域差异、所述第一频域差异和所述第二频域差异做差，得到归一化相位二次差、波形差异二次差、时域差异二次差及频域差异二次差，从而得到第三诊断参数。
7.根据权利要求6所述的脉诊仪，其特征在于，所述诊断模块具体用于：
对应于所述第一诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第一人体模型分类器，从而获取所述第一诊断指标的结果；
对应于所述第二诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第二人体模型分类器，从而获取所述第二诊断指标的结果；
对应于所述第三诊断指标，将所述第一诊断参数、所述第二诊断参数和所述第三诊断参数分别输入到预设的第三人体模型分类器，从而获取所述第三诊断指标的结果；
对应于所述第四诊断指标，根据所述第一双通道脉搏波信号和/或所述第二双通道脉搏波信号计算人体心率变异性，根据所述心率变异性得到交感神经活性和副交感神经活性，通过对比所述交感神经活性和所述副交感神经活性得到所述第四诊断指标的结果。
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