CN114190898B - 一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放系统及方法，包括步进电机、油泵、储油罐、分离器、电磁阀、脉冲合成器、仿生手、控制器、仿生血管和人体桡动脉寸、关、尺远程脉象信号；用于复放的远程脉象信号来源于，异地用脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺脉象信号，通过网络远程传输到本复放系统；控制器接收人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号，提取脉象信号的特征点及其对应的实时特征值；控制器控制步进电机工作，驱动油泵从储油罐中抽取硅油，将硅油通过仿生血管送入分离器；分离器用于将仿生血管输入的硅油分为三通道，电磁阀控制三通道硅油的通断，脉冲合成器将脉冲信号在仿生手上合成为寸、关、尺三路脉象信号，供医生脉诊。本发明系统的三路脉象更符合人的真实生理结构特点，能够达到更逼真的仿生效果。
Description
技术领域
本发明属于生物医电技术领域，具体涉及一种寸、关、尺脉象远程复放系统及方法。
背景技术
人体桡动脉寸、关、尺脉象远程复放技术，最常用的方法是液压系统脉象复放和机械系统脉象复放。液压系统脉象复放原理是基于电机泵和电磁阀控制液体产生压力差，利用液体不同时刻的流量不同，从而产生仿真跳动。上海中医药大学汤伟昌等人以典型脉象波形为基础利用液压系统进行了16种经典脉象复放，包括平、浮、促、滑等脉象，已经是用于中医教学的比较成熟的产品。天津大学的王学民等人利用工程学方法客观的模拟出人体各种脉象，其中使用到传感器技术、仿生学技术以及机械方面的技术，重点研究了仿生血液的流动、脉位、脉势等，可模拟的脉象已经高达26种，广泛应用于中医脉诊的教学。机械系统脉象复放利用音圈电机等装置驱动机械结构产生上下位移运动。如上海交通大学的张芃以音圈电机为基础元件设计的脉象仿真器，使用主控芯片DSP检测振动梁上应变片的变化，利用机械位移运动来仿真寸、关、尺三部的跳动。使用PID和自适应算法对脉象信号进行提取和仿真实验，并且对还原脉搏波误差进行了优化。机械系统脉象复放仿真体验手感较差，与真实的脉搏跳动有一定的差距。而基于液压系统的脉象复放系统多用于产生固定脉象供学生学习使用，一般只针对于寸、关、尺的某一部位进行复放。这对于实现中医脉象远程实时传输复放有一定的局限性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种人体桡动脉寸、关、尺脉象远程复放系统及方法，包括步进电机、油泵、储油罐、分离器、电磁阀、脉冲合成器、仿生手、控制器、仿生血管和人体桡动脉寸、关、尺远程脉象信号；用于复放的远程脉象信号来源于，异地用脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺脉象信号，通过网络远程传输到本复放系统；控制器接收人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号，提取脉象信号的特征点及其对应的实时特征值；控制器控制步进电机工作，驱动油泵从储油罐中抽取硅油，将硅油通过仿生血管送入分离器；分离器用于将仿生血管输入的硅油分为三通道，电磁阀控制三通道硅油的通断，脉冲合成器将脉冲信号在仿生手上合成为寸、关、尺三路脉象信号，供医生脉诊。本发明系统的三路脉象更符合人的真实生理结构特点，能够达到更逼真的仿生效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放系统，包括步进电机、油泵、储油罐、分离器、电磁阀、脉冲合成器、仿生手、控制器、仿生血管和脉象传感器；
所述人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号来源于异地用脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺脉象信号，通过网络远程传输到控制器；
所述仿生血管从储油罐开始传输硅油，依次经过油泵、分离器、电磁阀、脉冲合成器、仿生手，最终又回到储油罐，形成循环回路；
所述控制器分别与步进电机、电磁阀连接，控制器接收人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号，提取脉象信号的特征点及其对应的实时特征值；
所述储油罐用于存储硅油；
所述步进电机与油泵连接，驱动油泵从储油罐中抽取硅油，将硅油通过仿生血管送入分离器；
所述分离器用于将仿生血管输入的硅油分为三通道，分别代表寸、关、尺三路脉象信号，每一通道再分为三个子通道，每一子通道中设置有电磁阀；
所述脉冲合成器重新将子通道合成为三通道仿生血管，三通道仿生血管固定在仿生手的仿生桡骨处，分别模拟寸、关、尺三个部位的脉搏跳动，用各电磁阀开合而形成的脉冲信号，使用波形合成算法，计算出各个通道电磁阀对应的开合时间，控制各个电磁阀的开合，驱动仿生血管中的硅油流动，从而在仿生桡骨上复放出寸、关、尺脉象信号，供医生脉诊。
优选地，所述硅油密度为0.963g/ml，模拟人体血液。
优选地，所述储液罐带有泄压阀，以防内部压力过大造成损坏。
一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放方法，包括如下步骤：
步骤1：通过网络传输，接收异地用压阻式脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺三路脉象信号，输入控制器中；
步骤2：控制器接收到异地的人体脉象信号，提取脉象特征点对应的特征值；
步骤3：控制器控制步进电机工作，步进电机驱动油泵将硅油从储油罐中抽出进入仿生血管，再进入分离器；
步骤4：分离器把仿生血管里的硅油分成三通道，分别代表寸、关、尺三路脉象信号，每一通道中设置有三个电磁阀；
步骤5：控制器根据提取的脉象信号实时特征值，使用波形合成算法实时控制每个电磁阀的开合；
步骤6：脉冲合成器依据波形合成算法，通过每个通道中电磁阀的开合而形成脉搏跳动信号，通过仿生血管传输到仿生手的仿生桡骨处，三个通道分别模拟寸、关、尺三路脉象信号，可供医生进行脉诊；
步骤7：三通道仿生血管是封闭回路，可以重新回到储油罐，形成循环。
本发明的有益效果如下：
本发明使用与人体血液的密度和粘滞性十分接近的硅油，并且使用塑料软管来模拟血管，同时用三路通道还原寸、关、尺三个部位的脉象，更符合人的真实生理结构特点，能够达到逼真的现场切脉效果，可用于中医远程脉诊。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明仿生手结构图。
图中，1-步进电机、2-油泵、3-储油罐、4-分离器、5-电磁阀、6-脉冲合成器、7-仿生手、8-控制器、9-仿生血管、10-人体桡动脉寸、关、尺远程脉象信号、11-仿生桡骨、12-寸、13-关、14-尺、15-手腕。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明针对以往实时脉象复现系统的不足，提出了一种应用在中医远程医疗系统的人体桡动脉脉搏寸关尺远程复现系统和方法，基于液压系统能够同时实现寸关尺三部位的模拟。
一种人体桡动脉寸、关、尺脉象远程复放系统，包括步进电机1、油泵2、储油罐3、分离器4、电磁阀5、脉冲合成器6、仿生手7、控制器8、仿生血管9和脉象传感器；
所述人体桡动脉寸、关、尺远程脉象信号10来源于，异地用脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺脉象信号，通过网络远程传输到本复放系统；
所述控制器8分别与步进电机1、电磁阀5连接，接收人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号10，提取脉象信号的特征点及其对应的实时特征值；
所述储油罐3用于存储硅油；所述步进电机1与油泵2连接，驱动油泵2从储油罐3中抽取硅油，将硅油通过仿生血管9送入分离器4；
所述分离器4用于将仿生血管9输入的硅油分为三通道，分别代表寸、关、尺三路脉象信号，每一通道再分为三个子通道，每个子通道中设置电磁阀5；控制器8根据提取的脉象信号实时特征值使用波形合成算法实时控制每个电磁阀5的开合；
所述脉冲合成器6重新将子通道合成为三通道仿生血管9，三通道仿生血管9固定在仿生手的仿生桡骨11处，分别模拟寸、关、尺三个部位的脉搏跳动，用各电磁阀5开合而形成的脉冲信号，使用波形合成算法，计算出各个通道电磁阀对应的开合时间，控制各个电磁阀的开合，驱动仿生血管9中的硅油流动，从而在仿生桡骨11上复放出寸、关、尺脉象信号，供医生脉诊。
所述仿生血管9是封闭回路，可以重新回到储油罐3，形成循环。
优选地，所述硅油密度为0.963g/ml，模拟人体血液。
优选地，所述储液罐3带有泄压阀，以防内部压力过大造成损坏。
一种人体桡动脉脉搏寸关尺远程复现方法，包括如下步骤：
步骤1：通过网络传输，接收异地用压阻式脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺远程脉象信号10，输入控制器8中；
步骤2：控制器8接收脉象传感器10采集的实时脉象信号，提取其特征点对应的特征值；
步骤3：控制器8控制步进电机1工作，步进电机1驱动油泵2将硅油从储油罐3中抽出进入仿生血管9，再进入分离器4；
步骤4：分离器4把仿生血管9里的硅油分成三通道，分别代表寸、关、尺三路脉象信号，每一通道再分为三个子通道，每一子通道中设置有电磁阀5；
步骤5：控制器8根据提取的脉象信号实时特征值使用波形合成算法实时控制每个电磁阀5的开合；
步骤6：脉冲合成器6依据波形合成算法，通过每个通道中电磁阀5的开合而形成脉搏跳动信号，通过仿生血管传输到仿生手的仿生桡骨11处，三个通道分别模拟寸、关、尺三路脉象信号，可供医生进行脉诊；
步骤7：三通道仿生血管9是封闭回路，可以重新回到储油罐3，形成循环。
Claims (4)
1.一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放系统，其特征在于，包括步进电机、油泵、储油罐、分离器、电磁阀、脉冲合成器、仿生手、控制器、仿生血管和脉象传感器；
所述人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号来源于异地用脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺脉象信号，通过网络远程传输到控制器；
所述仿生血管从储油罐开始传输硅油，依次经过油泵、分离器、电磁阀、脉冲合成器、仿生手，最终又回到储油罐，形成循环回路；
所述控制器分别与步进电机、电磁阀连接，控制器接收人体桡动脉寸、关、尺脉象远程信号，提取脉象信号的特征点及其对应的实时特征值；
所述储油罐用于存储硅油；
所述步进电机与油泵连接，驱动油泵从储油罐中抽取硅油，将硅油通过仿生血管送入分离器；
所述分离器用于将仿生血管输入的硅油分为三通道，分别代表寸、关、尺三路脉象信号，每一通道再分为三个子通道，每一子通道中设置有电磁阀；
所述脉冲合成器重新将子通道合成为三通道仿生血管，三通道仿生血管固定在仿生手的仿生桡骨处，分别模拟寸、关、尺三个部位的脉搏跳动，用各电磁阀开合而形成的脉冲信号，使用波形合成算法，计算出各个通道电磁阀对应的开合时间，控制各个电磁阀的开合，驱动仿生血管中的硅油流动，从而在仿生桡骨上复放出寸、关、尺脉象信号，供医生脉诊。
2.根据权利要求1所述的一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放系统，其特征在于，所述硅油密度为0.963g/ml，模拟人体血液。
3.根据权利要求1所述的一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放系统，所述储液罐带有泄压阀，以防内部压力过大造成损坏。
4.一种人体桡动脉寸关尺脉象远程复放方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：通过网络传输，接收异地用压阻式脉象传感器采集到的人体桡动脉寸、关、尺三路脉象信号，输入控制器中；
步骤2：控制器接收到异地的人体脉象信号，提取脉象特征点对应的特征值；
步骤3：控制器控制步进电机工作，步进电机驱动油泵将硅油从储油罐中抽出进入仿生血管，再进入分离器；
步骤4：分离器把仿生血管里的硅油分成三通道，分别代表寸、关、尺三路脉象信号，每一通道中设置有三个电磁阀；
步骤5：控制器根据提取的脉象信号实时特征值，使用波形合成算法实时控制每个电磁阀的开合；
步骤6：脉冲合成器依据波形合成算法，通过每个通道中电磁阀的开合而形成脉搏跳动信号，通过仿生血管传输到仿生手的仿生桡骨处，三个通道分别模拟寸、关、尺三路脉象信号，可供医生进行脉诊；
步骤7：三通道仿生血管是封闭回路，可以重新回到储油罐，形成循环。
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| GR01 | Patent grant | ||
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