專利名稱：一種脈象采集裝置及其使用方法
技術領域：
本發明涉及中醫醫療領域，特別涉及一種脈象采集裝置及其使用方法。
背景技術：
中華醫學在世界醫學體系中占有著重要的地位，中國脈診學在醫學領域 獨樹一幟、自成體系，有兩千多年的歷史。診脈是中醫診斷的常用手段，并 且積累了豐富的經驗，成為中醫有代表性的極為珍貴的遺產。
脈象是指醫生按脈時，脈搏跳動應指的形象。它綜合反映了脈位的深淺、 至數的快'隄、節律的均勻、形狀的大小與長短、力量的強弱，以及脈搏的來 勢是否流利等等。脈診的任務就是通過診察脈搏的位、數、形、勢與其性質 的變化，以達到辨識病證的部位，性質和機體正邪盛衰的情況。
按照中醫的傳統習慣，應當在病患者手腕寸、關、尺三個部位上同時檢 測中醫脈象，這樣才能得到更加全面的脈象信息。因此，就需要用寸部、關 部和尺部三個脈象換能器同時進行檢測的中醫脈象檢測裝置，這樣的檢測裝 置稱為三道中醫脈象檢測裝置，有時也被筒化為一個換能器依次在寸、關、 尺三個部位上進行檢測，這種裝置被稱為單道中醫脈象檢測裝置。
在進行脈診時常使用舉按法來尋找、診斷脈象。舉按法是診脈時經常使 用的以三種不同的指力和按指位置以探索脈象的一種手法。用輕指力按在皮
膚上叫舉，又叫浮取或輕取；用重指力按在筋骨間，叫按，又叫沉取或重取； 指力不輕不重，還可亦輕亦重，以委曲求之叫尋。有種診脈過程描述為"觸 脈時用力要由輕漸重，采用浮取、中取、沉取的三種方式，先別其脈的深度， 在察其脈的速度，知其脈的強度，最后定其脈的屬性。"，可見脈象診斷時， 切脈壓力的重要性。但目前的脈象采集裝置中，大多數對切脈壓力沒有進行 監控和定量的控制，這樣就沒有很好的體現出脈象采集時，浮取、中取、沉 取的各自特點，同時也給在判斷脈象幅度上帶來了 一定困難。
目前已出現眾多的脈象采集裝置，但這些裝置或者無法實現對寸、關、 尺三個脈象部位的同時檢測，或無法實現對切脈壓力的自動調節，或結構過 于復雜、使用不便。下面選取幾種現有技術中典型的脈象檢測裝置，對它們
所存在的缺點進行具體說明。
專利號為92113134.8的中國發明專利"脈象儀"采用復合式傳感器， 通過光電傳感器進行脈象檢測，通過壓力傳感器對切脈壓力進行檢測，但其 整體結構采用了臺架式結構，因而結構復雜而且笨重，并且只具有一個傳感 器點，只能做到單點檢測。
專利號為96209667.9的中國發明專利"一種用于電子脈象診斷儀的手 腕式探測器"提出了一種手腕式探測器，其中采用了三個脈象傳感器，這樣 可以對寸、關、尺三個脈象部位同時檢測，但由于傳感器數目的限制，仍不 能對每個部位進行更詳細的探測，同時由于只是采用了一種筒單手腕固定帶 的固定方式，因此對于切脈壓力的施加仍需要反復控制，仍不便于用戶使用。
申請號為200510115279.9的中國發明專利"一種脈象#企測裝置"中提 出了一個傳感器組的實例，每個傳感器組中放置微型傳感器個數為9-320個， 這樣可以很好地檢測每個脈位的詳細信息。但是，該裝置對傳感器的技術要 求給微型傳感器的制造提出了很高的要求，而根據實際分析，認為每個脈位 也沒必要使用那么多的傳感器單元。該裝置本身又采用了極其復雜的機械結 構，給用戶的攜帶和使用仍帶來了很大的不便。
在申請號為200610009639.1的中國發明專利"自動調節切脈壓力的脈 象檢測裝置及脈象特征提取方法"中提供了一種自動調節切脈壓力的裝置結 構，實現了切脈壓力的自動調節，這樣就可以實現中醫脈診時浮取、中取、 沉取手法，為分析脈象"位、形、勢、數"等方面提供更準確的信息，但其 采用的結構通過光電傳感器檢測脈象信息，通過壓力傳感器來檢測切脈壓 力，通過步進電機來實現切脈壓力的自動控制，但這樣就要求了極其復雜的 機械結構和笨重的體積，非常不便于測量。
發明內容
因此，本發明的目的是克服現有的脈象采集裝置檢測性能不全面，結構 過于復雜，使用不便等缺陷，從而提供一種結構簡單、功能齊全、使用方便、 便于攜帶的脈象采集裝置。
為了實現上述目的，本發明提供了一種脈象采集裝置，包括傳感器組， 脈象采集、控制及處理模塊，以及液晶顯示模塊和輸入按4建組成的人機交互 接口；還包括充氣護腕，電磁閥和樣么型氣泵；其中，
所述的傳感器組固定在所述充氣護腕的內側，所述充氣護腕上安裝有與
充氣護腕連通的電磁閥以及微型氣泵；所述的脈象采集、控制及處理模塊與 所述的傳感器組電連接，并連接到所述電磁閥和微型氣泵上；所述充氣護腕 上還安裝有所述的液晶顯示模塊和輸入4^^。
上述技術方案中，所述傳感器組由3個傳感器組成，所述的3個傳感器 都位于所述充氣護腕的內側，3個傳感器成線形排列，且位于手臂的軸線方 向上，所述3個傳感器分別對應人體手腕的寸、關、尺三個脈位。
上述技術方案中，所述的傳感器組分為三個單元，每個傳感器單元包括 至少兩個傳感器，所述傳感器單元間成線形排列，且位于手臂的軸線方向上， 所述三個傳感器單元分別對應人體手腕的寸、關、尺三個脈位。
所述的傳感器單元內有4個傳感器，所述的4個傳感器緊密排列成四方形。
上述技術方案中，所述的脈象采集、控制及處理模塊中包含有用于對脈 象采集時的切脈壓力進行控制的護腕壓力控制模塊，所述的護腕壓力控制模 塊包括用于對傳感器所受到的切脈壓力進行檢測的切脈壓力^r測單元、用于 控制微型氣泵的微型氣泵控制單元，以及用于控制電磁閥的電磁閥控制單 元。
上述技術方案中，所述的充氣護腕為圓環形中空密封袋。
本發明還提供了 一種脈象采集裝置的使用方法，包括以下步驟
步驟1 )、脈象采集裝置在工作前，對脈象采集裝置^f故初始化操作；所述
的初始化操作包括設定測量參數，設定切脈壓力的采集通道、大小，設定終
端工作模式；
步驟2)、開始對所述的充氣護腕進行充氣；
步驟3)、利用所述充氣護腕上的傳感器，實時^r測切脈壓力，將檢測到 的切脈壓力與初始化操作中所設定的切脈壓力大小進行比較，直至切脈壓力 的大小達到設定值；
步驟4)、停止對充氣護腕的充氣動作；
步驟5)、實時采集脈象信息，并對所采集的脈象信息進行轉換； 步驟6)、在脈象信息實時采集過程中，同時對切脈壓力進行檢測，若所
述切脈壓力降低到設定的范圍外，則重新執行步驟2);
步驟7)、用戶停止測量，對所述的充氣護腕進行放氣操作。 在對所述的充氣護腕進行充氣時，首先4吏電f茲閥開始工作，關閉所述充
氣護腕的出氣口；然后啟動微型氣泵，開始對所述充氣護腕的充氣過程。
在所述步驟4)中，停止對充氣護腕充氣時，使所述的電磁閥保持在工 作狀態，以關閉充氣護腕的出氣口，并使微型氣泵停止工作。
在所述的步驟7)中，對所述的充氣護腕進行放氣操作時，關閉微型氣 泵，并使電磁閥停止工作，打開出氣口放氣。
本發明的優點在于
1、 本發明的脈象采集裝置中使用了傳感器組，利用傳感器組對寸、關、 尺三個脈位做同步檢測，為每個脈位提供了更加詳盡的脈象信息，使人們可 以更好地分析脈象的"位、形、勢、數"等方面的問題。
2、 本發明的脈象采集裝置通過使用護腕式固定方法，使傳感器定位更 加方便、準確，同時使用戶使用起來更加方便，并且為便攜式測量提供了可 能，使本裝置可以用于實時監測。
3、 本發明的脈象采集裝置中^^用可充氣式的護腕，通過護腕充氣控制 結構，即可實現對護腕壓力的控制，從而對測量時的切脈壓力實現自動控制。 這樣就使脈象采集更加貼近于傳統中醫脈象診斷手法，可以實現浮取、中取、 沉取等手法，使脈象檢測更加準確。此外，這種結構與現有技術相比更加簡 單、小巧，更適合于便攜式測量，同時成本更低。
以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施例，其中
圖1為本發明的脈象采集裝置的結構圖2為傳感器組的結構示意圖。
圖3為傳感器組安裝示意圖。
圖4為切脈壓力檢測及控制結構框圖。
圖5為切脈壓力自動控制流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
，對本發明的脈象采集裝置進行說明。 圖l是本發明的脈象采集裝置的一種最佳實施方式，該裝置包括充氣護 腕101，傳感器組102,電磁閥103，微型氣泵104,脈象采集、控制及處理 模塊105,液晶顯示模塊106和輸入按鍵107組成的人機交互接口，以及電 池108。其中，傳感器組102固定在充氣護腕101的內側，充氣護腕101的 頂部有一個方盒狀的殼體，殼體的頂部安裝有液晶顯示模塊106和輸入^^:
107,在殼體內側安裝有與充氣護腕101連通的電》茲閥103以及孩i型氣泵104, 脈象采集、控制及處理模塊105安裝在殼體內，它與固定在充氣護腕IOI內 側的傳感器組102電連接，同時還連接到電磁閥103和微型氣泵104上。電 池108也被安裝在殼體內，它與脈象采集裝置中除充氣護腕101外的其他模 塊電連接。
充氣護腕101的目的是為傳感器組102的安放和脈象的測量帶來方便。 充氣護腕是圓環形中空密封袋，傳感器組102被固定于充氣護腕101的內側， 當用戶將手腕套入充氣護腕101后，傳感器組102中的傳感器緊貼人體手腕 的寸、關、尺部位，從而實現脈象測量時的快速定位。此外，充氣護腕IOI 可通過給護腕沖入氣體，向安裝于充氣護腕內部的傳感器組施加一定的壓 力，從而實現對人體手腕的切脈壓力，而通過對護腕的充氣或放氣動作，則 可實現對切脈壓力大小的調節。
傳感器組102是一組傳感器的組合，圖1中展示了傳感器組102的一種 實現方式。從圖中可以看出，傳感器組102由3個傳感器組成，3個傳感器 位于充氣護腕101的內側，三者之間成線形排列，且位于手臂的軸線方向上， 三者相互間隔在6mm左右，使得3個傳感器可分別對應人體手腕的寸、關、 尺三個樂W立。
在圖2和圖3中，展示了傳感器組102的一種更佳實施方式。如圖2所 示，傳感器組102由12個微型脈象傳感器組成，每個微型脈象傳感器的直 徑為6mm，厚度為5mm。 12個微型脈象傳感器分為三個單元，每個單元包 括4個微型脈象傳感器，相鄰單元之間的距離約在6mm左右。在每個單元 中，4個微型脈象傳感器緊密排列成四方形。如圖3所示，傳感器單元間成 線形排列，且位于手臂的軸線方向上。傳感器單元的這種排列方式使得整個 傳感器組102的形狀正好符合傳統中醫脈診中通過食指，中指，無名指來進 行切脈的手法，三個傳感器單元同時對應于寸、關、尺三個脈位，由于每個 脈位由四個微型脈象傳感器來進行脈象采集，因此最終可檢測到更加豐富的 脈象信息。
傳感器組102接收到脈象信號后，將所接收到的信號傳輸到后續的脈象 采集、控制及處理模塊105中。
電磁閥103與微型氣泵104共同完成對充氣護腕101的充放氣動作，以 實現對本發明的脈象采集裝置的切脈壓力控制。其中，電磁閥103的作用是 控制充氣護腕放氣口的開關動作，當電磁閥103工作時，充氣護腕的放氣口
關閉。微型氣泵104的作用是對充氣護腕的充氣口進行充氣動作，當微型氣 泵104工作時，向充氣護腕充氣。
脈象采集、控制及處理模塊105的作用是對人體手腕的切脈壓力進行控 制，并實現對脈象信號的釆集，以及與脈象相關數據的處理、傳輸。
將脈象采集、控制及處理模塊105與電磁閥103、微型氣泵104相結合， 可實現本發明的脈象采集裝置對切脈壓力的控制。脈象采集、控制及處理模 塊105中與切脈壓力控制相關的部分可稱為護腕壓力控制模塊，圖4是該模 塊的功能框圖。從圖中可以看出，護腕壓力控制模塊按照功能可以分為切脈 壓力檢測單元401、樣i型氣泵控制單元402和電》茲閥控制單元403。其中， 切脈壓力檢測單元401對當前傳感器所受到的壓力進行檢測；微型氣泵控制 單元402的作用是控制微型氣泵104。電磁閥控制單元403的作用是對電磁 閥103進行控制。在護腕壓力控制模塊中，通過切脈壓力檢測單元401、微 型氣泵控制單元402、電i茲閥控制單元403三者間的協同工作，組成一個閉 環系統，可實現切脈壓力的自動控制。在控制過程中，將當前切脈壓力的測 量結果與切脈壓力的目標大小之間進行比較，根據比較的結果決定是否需要 調節切脈壓力的大小，在需要調節的前提下，在微型氣泵控制單元402的控 制下通過微型氣泵104向充氣式護腕充入氣體，以增大切脈壓力，或在電磁 閥控制單元403的控制下通過電磁閥103釋放氣體，以減小切脈壓力。由此， 即可實現浮取、中取、沉取三種不同的采集方式。
前述切脈壓力4企測單元401具有多種實現方式，在一個實施例中，對傳 感器所接收到的信號進行直流成分的提取，通過所提取直流成分的大小得到 傳感器所受到壓力的大小，在該實施例中，切脈壓力檢測單元401可通過積 分器實現，由積分器對信號做積分處理即可得到近似的直流成分。在另一個 實施例中，也可以通過專用壓力傳感器提取當前傳感器所收到的壓力。
脈象采集、控制及處理模塊105除了要完成上述的切脈壓力控制外，還 要實現對脈象信號的采集，以及與脈象相關數據的處理、傳輸。所述的對脈 象信號的采集是指從傳感器組102接收包含有脈象信息的模擬信號，然后對 所接收到的模擬信號進行模數轉換，并對轉換后的信號做數字濾波、數據壓 縮以及數據傳輸等操作。通過數據傳輸操作，可將本發明的脈象采集裝置所 采集到的脈象數據上傳到PC主機，以侵J故進一步的處理工作。數據傳輸的 實現方式可以是無線傳輸，也可以是有線傳輸，或存儲到外帶的存儲介質中 以實現脈象數據的轉移。上述處理過程的實現可采用成熟的現有技術，在本
實施例中不再詳細i兌明。
液晶顯示模塊106和輸入4務建107組成人機交互接口 ，通過人機交互接 口，用戶可以很好地對測量參數進行設置，并了解整個系統的當前狀態。 電池108的作用是為本發明的脈象采集裝置提供電能。 如圖5所示，本發明的脈象采集裝置的使用方法如下 步驟OO、對脈象采集裝置做初始化操作，該初始化操作包括設定測量參 數，設定切脈壓力的采集通道、大小，設定終端工作模式等； 步驟IO、開始對充氣護腕充氣； 本步驟的具體實現如下
步驟ll、電f茲閥開始工作，關閉充氣護腕的出氣口；
步驟12、啟動孩i型氣泵，開始對充氣護腕進4于充氣；
步驟20、利用充氣護腕上的傳感器，實時檢測切脈壓力，將檢測到的切 脈壓力與初始化操作中所設定的切脈壓力大小進行比較，直至切脈壓力的大 小達到設定值；
步驟30、停止對充氣護腕的充氣動作；
在停止充氣時，控制微型氣泵，使之停止工作，同時應保持電磁閥在工 作狀態，使得充氣護腕的出氣口關閉，以保持一定的切脈壓力。
步驟40、通過傳感器實時采集脈象信息，并對所采集的脈象信息進行轉換。
步驟50、在脈象信息采集過程中，同時對切脈壓力進行檢測，若切脈壓 力降低到設定的范圍外，則重新執行步驟10;
步驟60、用戶停止測量，關閉微型氣泵，并使電磁閥停止工作，打開出 氣口放氣。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的才支術方案而非限制。 盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理 解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案 的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1、一種脈象采集裝置，包括傳感器組(102)，脈象采集、控制及處理模塊(105)，以及液晶顯示模塊(106)和輸入按鍵(107)組成的人機交互接口；其特征在于，還包括充氣護腕(101)，電磁閥(103)和微型氣泵(104)；其中，所述的傳感器組(102)固定在所述充氣護腕(101)的內側，所述充氣護腕(101)上安裝有與充氣護腕連通的電磁閥(103)以及微型氣泵(104)；所述的脈象采集、控制及處理模塊(105)與所述的傳感器組(102)電連接，并連接到所述電磁閥(103)和微型氣泵(104)上；所述充氣護腕(101)上還安裝有所述的液晶顯示模塊(106)和輸入按鍵(107)。
2、 根據權利要求1所述的脈象采集裝置，其特征在于，所述傳感器組 (102)由3個傳感器組成，所述的3個傳感器都位于所述充氣護腕(101)的內側，3個傳感器成線形排列，且位于手臂的軸線方向上，所述3個傳感 器分別對應人體手腕的寸、關、尺三個脈位。
3、 根據權利要求1所述的脈象采集裝置，其特征在于，所述的傳感器 組(102)分為三個單元，每個傳感器單元包括至少兩個傳感器，所述傳感 器單元間成線形排列，且位于手臂的軸線方向上，所述三個傳感器單元分別 對應人體手腕的寸、關、尺三個l永位。
4、 根據權利要求3所述的脈象采集裝置，其特征在于，所述的傳感器 單元內有4個傳感器，所述的4個傳感器緊密排列成四方形。
5、 根據權利要求1所述的脈象采集裝置，其特征在于，所述的脈象釆 集、控制及處理模塊(105)中包含有用于對脈象采集時的切脈壓力進行控 制調節的護腕壓力控制模塊，所述的護腕壓力控制模塊包括用于對傳感器所 受到的切脈壓力進行檢測的切脈壓力檢測單元(401)、用于控制微型氣泵的 微型氣泵控制單元(402)，以及用于控制電磁閥的電磁閥控制單元(403)。
6、 根據權利要求1所迷的脈象采集裝置，其特征在于，所述的充氣護 腕(101)為圓環形中空密封袋。
7、 一種應用權利要求1所述的脈象采集裝置的脈象采集裝置使用方法， 包括以下步驟步驟1 )、脈象采集裝置在工作前，對脈象采集裝置^故初始化操作；所述 的初始化操作包括設定測量參數，設定切脈壓力的采集通道、大小，設定終 端工作模式；步驟2)、開始對所述的充氣護腕(101)進行充氣；步驟3)、利用所述充氣護腕(101)上的傳感器，實時檢測切脈壓力，將檢測到的切脈壓力與初始化操作中所設定的切脈壓力大小進行比較，直至切脈壓力的大小達到設定值；步驟4)、停止對充氣護腕的充氣動作；步驟5)、實時采集脈象信息，并對所采集的脈象信息進行轉換； 步驟6)、在^^象信息實時采集過程中，同時對切月永壓力進4亍檢測，若所 述切脈壓力P爭低到設定的范圍外，則重新執行步驟2 );步驟7)、用戶停止測量，對所述的充氣護腕(101)進行;故氣才喿作。
8、 根據權利要求7所述的脈象采集裝置的使用方法，其特征在于，在 對所述的充氣護腕(101)進行充氣時，首先使電磁閥(103 )開始工作，關 閉所述充氣護腕(101)的出氣口；然后啟動微型氣泵(104)，開始對所述 充氣護腕的充氣過程。
9、 根據權利要求7所述的脈象采集裝置的使用方法，其特征在于，在 所述步驟4)中，停止對充氣護腕充氣時，使所述的電磁閥(103)保持在工 作狀態，以關閉充氣護腕的出氣口，并使微型氣泵(104)停止工作。
10、 根據權利要求7所述的脈象采集裝置的使用方法，其特征在于，在 所述的步驟7)中，對所述的充氣護腕(101)進行放氣操作時，關閉微型氣 泵(104)，并使電磁閥(103)停止工作，打開出氣口放氣。
全文摘要
本發明提供一種脈象采集裝置，包括傳感器組，脈象采集、控制及處理模塊，以及液晶顯示模塊和輸入按鍵組成的人機交互接口；還包括充氣護腕，電磁閥和微型氣泵；其中，傳感器組固定在充氣護腕的內側，充氣護腕的外側連接一個殼體，殼體的頂部安裝有液晶顯示模塊和輸入按鍵，在殼體內還安裝有與充氣護腕連通的電磁閥以及微型氣泵，脈象采集、控制及處理模塊也安裝在殼體內，它與固定在充氣護腕內側的傳感器組電連接，同時還連接到電磁閥和微型氣泵上。本發明可實現浮取、中取、沉取等手法，使脈象檢測更加準確；與現有技術相比更加簡單、小巧，更適合于便攜式測量，同時成本更低。
文檔編號A61B5/00GK101103906SQ200710120659
公開日2008年1月16日 申請日期2007年8月23日 優先權日2007年8月23日
發明者莉 崔, 澤 趙, 陸世龍, 希 黃 申請人:中國科學院計算技術研究所