CN112043248B - 一种柔性诊脉手及中医脉诊仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性诊脉手及中医脉诊仪，其技术方案为：包括若干柔性手指，柔性手指一端连接形成手腕结合部；柔性手指内部设有气室，通过对气室充放气以控制柔性手指弯曲；相邻柔性手指之间固定有气囊，通过对气囊充放气调节柔性手指之间的距离；所述柔性手指内部设有多个串联的光纤布拉格光栅。本发明能够满足无接触自主检测，通过脉枕精确识别手腕放置位置，自动控制检测手到达检测点上方，并根据脉枕处的受力云图确认桡骨位置，从而确定寸关尺脉搏测试点位置；且可以记录、存储操作者的诊脉手法，用以进一步的学习分析。

Description

一种柔性诊脉手及中医脉诊仪

技术领域

本发明涉及中医诊断技术领域，尤其涉及一种柔性诊脉手及中医脉诊仪。

背景技术

中医必然从经验医学走向循证医学，而脉诊作为中医四诊之一，其脉象客观化研究将极大地促进中医的发展。脉象作为人体生理性、规律性的反应搏动，在生理、病理状态下会呈现出不同的特点。中医采用三部九侯的方式进行切脉，即分为寸关尺浮中沉，从而分析出病人的病灶所在。

在中医诊脉过程中，特殊情况下为避免与病人直接接触，并需对患者脉象进行量化、分析总结。现有技术提供了一种中医脉诊仪及其定位寸、关、尺脉搏点的方法，根据从手腕桡骨茎突区域的传感器阵列采集到的压力信号确定桡骨茎突最高点的位置，并结合从腕部桡动脉血管区域的传感器阵列信号最来确定寸、关、尺脉搏点的位置，但是需包裹并固定在手腕处，与实际的中医切脉方式不符且影响脉象规律。现有技术还提供了一种光学脉诊仪系统，采用光纤模拟三指号脉，为机械结构增敏，但没有考虑个体的差异自动调整三指之间的距离及自主定位测量脉搏。另外，现有技术采用应变仪和PVDF压电薄膜式压力传感器组成双感脉诊仪，其为纯机械结构，寸关尺位置需要手动确定及调节。

发明人发现，现有脉诊装置没有考虑到记录操作者脉诊指法的问题，导致许多诊脉技巧无法量化记录。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种柔性诊脉手及中医脉诊仪，能够满足无接触自主检测，通过脉枕精确识别手腕放置位置，自动控制检测手到达检测点上方，并根据脉枕处的受力云图确认桡骨位置，从而确定寸关尺脉搏测试点位置；且可以记录、存储操作者的诊脉手法，用以进一步的学习分析。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种柔性诊脉手，包括若干柔性手指，柔性手指一端连接形成手腕结合部；柔性手指内部设有气室，通过对气室充放气以控制柔性手指弯曲；相邻柔性手指之间固定有气囊，通过对气囊充放气调节柔性手指之间的距离；

所述柔性手指内部设有多个串联的光纤布拉格光栅。

作为进一步的实现方式，所述柔性手指一端封闭，另一端开口，柔性手指内部靠近封闭端、开口端分别固定有中心波长不同的光纤布拉格光栅。

作为进一步的实现方式，所述气室靠近柔性手指内部上侧设置，气室上方设有与柔性手指内壁固定的光纤布拉格光栅。

作为进一步的实现方式，所述气室、气囊分别连接气管。

作为进一步的实现方式，所述柔性手指底面设有不可延展层。

作为进一步的实现方式，所述气囊表面固定有FP腔传感器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种中医脉诊仪，包括所述的柔性诊脉手。

作为进一步的实现方式，还包括脉枕、脉诊平台，脉诊平台用于放置脉枕，柔性诊脉手与脉诊平台可拆卸连接。

作为进一步的实现方式，所述脉枕内部设有光纤布拉格光栅阵列。

作为进一步的实现方式，所述脉诊平台包括第一平台、第二平台、直线运动机构，所述第二平台通过直线运动机构与第一平台相连，在直线运动机构的作用下，第二平台能够沿第一平台移动。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式通过脉枕精确识别手腕放置位置，自动控制检测手到达检测点上方，并根据脉枕处的受力云图确认桡骨位置，从而确定寸关尺脉搏测试点位置；

(2)本发明的一个或多个实施方式能够克服个体身体结构差异，无需人工调试，能够自动调整柔性手指的间距实现自主测量；软体诊脉手通过操作者的操作，可以记录、存储其诊脉手法，用以进一步的学习分析。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的脉枕结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的柔性诊断手结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的柔性手指结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的脉枕平台结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的脉诊仪原理示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的另一种脉枕结构示意图；

其中，：1、脉枕，2、光纤布拉格光栅串，3、光纤布拉格光栅串，4、柔性手指，5、气囊，6、气管，7、手腕结合部，8、气室，9、光纤布拉格光栅，10、不可延展层，11、第一平台，12、连接孔，13、电机，14、第二平台，15、滚珠丝杠。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“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，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种柔性诊脉手，如图2所示，包括若干柔性手指4，柔性手指4的一端连接形成手腕结合部7。手腕结合部7为一开口，用于操作者套入手指；所述开口在未使用状态可以为椭圆形，也可以为其他封闭形状。在本实施例中，柔性手指4设置三个，可以理解的，在其他实施例中，柔性手指4也可以为其他个数，具体根据实际诊脉要求确定。

柔性手指4内部设有气室8，所述气室8连接气管6，气管6与充气装置相连，通过充气装置对气室8充放气以控制柔性手指4弯曲。由于个体的差异，不同就诊者脉搏的位置及寸关尺间距不同，因此柔性诊脉手应能自动调节指尖的距离。本实施例的相邻柔性手指4交界处固定有气囊5，每个气囊5均连接一个气管6。将中间的柔性手指4放于脉枕1识别到的关脉，通过气囊5的充气、放气控制三个柔性手指4间的距离，以精准寻找寸关尺。

气囊5类似于人手肌肉结构，气囊5的充、放气类似于肌肉的扩张、收缩。为了精准控制气囊5的收缩、扩张力度，在气囊5表面用聚酰亚胺胶粘贴FP腔传感器进行精准检测。当气囊5充气时，粘贴在表面的FP腔传感器，腔长变大，检测到干涉光谱发生偏移(波长偏移量和受力存在对应关系)，得到气囊5受力情况，从而计算指尖移动距离的大小。

柔性手指4的宽度能够适应操作者手指宽度，本实施例中，柔性手指4的宽度设置为8mm。各柔性手指4的内部结构相同，具体的，如图3所示，柔性手指4即为指套，其一端封闭，另一端开口，内部为空腔；气室8设置于空腔内部靠上位置，且沿柔性手指4长度方向设置。气室8为一端封闭、另一端与气管6连通的管状结构，其截面可以为方向、圆形或其他结构。

进一步的，柔性手指4底面设有不可延展层10，气室8的中心偏移柔性手指4的中心，通过对其充气并在不可延展层10的限制下，通过充气装置控制充气弯曲。所述不可延展层10不易拉伸但易弯曲，充气后带着柔性手指4整体弯曲；优选地，不可延展层10为塑料薄片。

柔性手指4内部还固定有多个光纤布拉格光栅9。在本实施例中，柔性手指4内部空腔下表面(以图3所示方向为参考)靠近指尖位置(封闭端)固定一个光纤布拉格光栅9，靠近柔性手指4入口端(手指根部)固定一个光纤布拉格光栅9；两个光纤布拉格光栅9串联，中心波长不同，并通过波分复用解调。指尖处的光纤布拉格光栅9悬空布置，以增加测量脉搏振动的灵敏度。置于手指根部的光纤布拉格光栅9不受脉搏振动的影响，用于温度补偿。所述空腔上表面固定一个光纤布拉格光栅9，用于采集手指施加力的大小。

为了防止使用过程中拉断和损坏，本实施例对光纤进行封装与保护，光纤在手指制作过程中置于靠近手指内侧，在不可延伸层10外面涂覆一层软体材料包裹。

为了记录操作者的诊脉手法，可以由操作者穿戴柔性诊脉手，柔性手指4的充气部分及外部软体层做的尽可能薄，使操作者手指可以和柔性诊脉手紧密接触，且不影响操作者对于脉搏信息的接收。柔性诊脉手套入操作者的食指、中指和无名指上，在诊脉的过程中，手指内侧指尖处光纤布拉格光栅9可以记录测量的脉搏波形，手指外侧的光纤布拉格光栅9可以记录操作者施加力的大小。三个手指的动作可分别由三个柔性手指4上光纤布拉格光栅9记录，其检测数据经数据的采集可以进一步的分析计算。

三部九侯中的九侯为对寸、关、尺脉分别施加三种不同的力为浮中沉，每只手对应九种脉象。本实施例通过控制充气装置对柔性诊脉手指按寸关尺脉顺序施加不同的气压，来达到施加不同力和九侯诊断的目的。

实施例二：

本实施例提供了一种中医脉诊仪，包括柔性诊脉手、脉枕1、脉诊平台，所述柔性诊脉手可采用实施例一所述的结构。脉诊平台用于放置脉枕1，柔性诊脉手与脉诊平台可拆卸连接。

脉诊1通过模具制作，在本实施例中，脉诊1采用硅橡胶材料，当然，在其他实施例中，脉诊1也可以采用其他材料制成。脉枕1内部设有光纤布拉格光栅阵列，如图1所示，光纤布拉格光栅阵列设置于脉枕1上表面处。

光纤布拉格光栅阵列由多个横向排布的光纤布拉格光栅串2与多个纵向排布的光纤布拉格光栅串3构成。当手腕放置到脉枕1上方，通过光纤布拉格光栅阵列采集压力信息绘制脉枕受力云图，定位手腕放置的位置得出就诊者腕部宽度，并根据尺骨茎突受力点反演桡骨位置，从而确定寸关尺位置。

光纤布拉格光栅有初始中心波长，例如光纤布拉格光栅阵列上的一根光纤串的中心波长可为1545nm、1550nm、1555nm等中心波长，相隔一定距离的光纤布拉格光栅中心波长的变化范围为0-3nm，通过光谱分析仪读出各自返回的中心波长，根据每个FBG返回的中心波长变化量绘制受力云图(需确定好受力与中心波长变化量的关系)，从而确定脉枕1的受力情况。

如图4所示，脉诊平台包括第一平台11、第二平台14、直线运动机构，所述第二平台14通过直线运动机构与第一平台11相连，在直线运动机构的作用下，第二平台14能够沿第一平台11移动，从而控制柔性软体手到达诊脉位置，方便进一步的测量。

进一步的，所述直线运动机构包括电机13、滚珠丝杠15、丝杠螺母，电机13与滚珠丝杠15相连，丝杠螺母与滚珠丝杠15螺纹连接。第二平台14与第一平台11垂直，且二者滑动连接；所述第二平台14固定于丝杠螺母上方，通过电机13驱动滚珠丝杠15转动，第二平台14随丝杠螺母沿第一平台11移动。

所述第二平台14开设有连接孔12，连接孔12的中心线与第二平台14垂直；柔性诊脉手固定于连接孔12一侧。第一平台11内置控制系统，所述控制系统包括控制器、显示单元，所述控制器与显示单元相连；且控制器连接电机13、气泵和光纤布拉格光栅。

本实施例的具体操作方法为：

脉枕1和柔性诊脉手置于脉诊平台固定，当就诊者的手腕放置到脉枕1上时，脉枕1受力。控制器获得受力云图，并根据受力云图得到尺骨茎突位置，反推得到桡骨茎突位置，从而确定关脉所在的位置。

如图5所示，控制器控制电机13使上部平台带动诊脉手移动，使中间柔性手指4位置定位到关脉所在位置。控制器控制柔性手指4充气弯曲，贴合手腕皮肤处。其中，中间柔性手指4固定不动，通过气囊5的充放气改变两指间的间距，使三根手指分别贴合寸关尺脉处。

此时，指尖放置的光纤布拉格光栅9用于脉搏检测，脉搏跳动时致使光纤布拉格光栅9心波长变化，通过波长偏移量的改变绘制脉搏跳动曲线，经由控制器进行存储、分析和显示。指根处的光纤布拉格光栅用于温度补偿。

实施例三：

本实施例提供了一种中医脉诊仪，包括柔性诊脉手、脉枕1、脉诊平台，脉枕1用于确定寸关尺脉搏位置，如图6所示，光纤布拉格光栅阵列设置于脉枕1下表面处；其他结构与实施例二相同，此处不再赘述。

该脉枕1和软体诊脉手交替使用，首先将脉枕1置于手腕内侧，其放置好后与手腕紧密贴合，在桡骨轴突处受力集中，通过受力云图，来确认关脉所在位置，然后控制柔性软体手的中间柔性手指4到达识别到的关脉位置。然后调整软体诊脉手手指的间距进行切脉。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种中医脉诊仪，其特征在于，包括柔性诊脉手、脉枕；

所述柔性诊脉手包括若干柔性手指，柔性手指一端连接形成手腕结合部；柔性手指内部设有气室，通过对气室充放气以控制柔性手指弯曲；相邻柔性手指之间固定有气囊，通过对气囊充放气调节柔性手指之间的距离；所述柔性手指内部设有多个串联的光纤布拉格光栅；

所述脉枕内部设有光纤布拉格光栅阵列，通过所述光纤布拉格光栅阵列采集压力信息绘制脉枕受力云图，定位手腕放置的位置得出就诊者腕部宽度，并根据尺骨茎突受力点反演桡骨位置，从而确定寸关尺位置。

2.根据权利要求1所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，所述柔性手指一端封闭，另一端开口，柔性手指内部靠近封闭端、开口端分别固定有中心波长不同的光纤布拉格光栅。

3.根据权利要求2所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，所述气室靠近柔性手指内部上侧设置，气室上方设有与柔性手指内壁固定的光纤布拉格光栅。

4.根据权利要求1或3所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，所述气室、气囊分别连接气管。

5.根据权利要求1所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，所述柔性手指底面设有不可延展层。

6.根据权利要求1所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，所述气囊表面固定有FP腔传感器。

7.根据权利要求1所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，还包括脉诊平台，脉诊平台用于放置脉枕，柔性诊脉手与脉诊平台可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的一种中医脉诊仪，其特征在于，所述脉诊平台包括第一平台、第二平台、直线运动机构，所述第二平台通过直线运动机构与第一平台相连，在直线运动机构的作用下，第二平台能够沿第一平台移动。

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