一种脉搏的表达方法和装置的制作方法

专利名称：一种脉搏的表达方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及感知人的脉搏以了解人体状况的另类感知形式——视觉，不同于传统中医脉 象的触觉感知。
背景技术：
传统的脉诊都是用触觉，用手指指目来摸脉，即切脉，这种诊断方法有其弊端
1. 横向(同道间的交流)和纵向交流(学习古人典籍)都成问题，对脉象的描述多凭各 人自己感觉，各人手指触觉的差异，当时的注意力、心态的对触觉感知特性的影响， 语言描述的文化知识背景差异，等等，对同一个对象会有不同的触觉描述，难以统一。
2. 历史对比成问题。上次的脉和这次的脉有什么不同，仅凭文字记录的特征，难以全面 比较。
3. 技能传授成困难，非得对同一个病人同一时刻状态的脉2人都摸过了，才算是相同的
(其实仍有不同，因生理、心理影响感触不同)，才可以以此为基础说教，得有一个 活人在跟前放着。即没有一个共同事实基础(对象的不断变化，去感知的人的状态变 化，对感知的结果都影响很大，语言本身的模糊性更使其传达信息不完整)。
4. 脉象难以形成统一标准，同一个脉10个老中医号出的结果一致的可能只有6个，甚 至更少。这里面包括触觉感受差异、传承差异、理解差异等。
5. 作为人类群体的经验积累机制成问题。虽然脉学经过前人的发展，历史上有不少神乎 其技者，但看今日业界的普遍状况可知，几乎已沦为形式。
今人虽然用压力传感来探索脉象，但因为与古人的脉象的信息差异太大，点和面的差异， 力和形变的差异等等，虽然不失为另类的脉的特征感知，会有相交处，但毕竟差异比较大。 难以全面继承发扬古代的脉学理论和成就，不能覆盖触觉脉象信息。当然因为其不同的采样 和处理方式，今人的实验总结也有其殊胜之处。

发明内容
本发明用装置将人对脉象的感知由触觉感知变为视觉感知，变摸脉为看脉或称为"观脉"。
本发明之脉搏的视觉认识，乃至判断、诊断，直接目的不是获得诊断结论，而是取样(即 传感、获取被测对象的相关信息)方式、信息的另类表达、另类判读方式。
典型的例如采集在类似指目压迫作用下脉表面的形状变化(相似于形变的整个感知面的 力的变化也基本可以)。其优点
1、脉象变化的动态图像可以保留，便于事后再分析，历史对比，便于互相交流，远程诊 断，便于积累总结经验2、 直觉复视，传统的触觉脉象不能过后重新体味，及2次诊断的脉象直观比较体味。现 代研究记录的压力数据画出的压力曲线非传统中医的直觉脉象。
3、 传授、学习方便，以记录动态图像为基础。不用担心脉学无后人，只会经验越来越丰 富，且是群体经验积累。
4、 便于建立标准。
5、 避免了各人触觉差异、解读差异，导致的其实没有一个相同的事实依据，也不能作为 一个事实留存。
6、 包含信息几乎与传统切脉完全相同。可以全面利用古人的脉学经验、理论。
7、 当场观察与异地观察、异时观察、不同人观察都无不同。
当然，利用这样的装置采集的图像数据，可以运用人工智能，由电脑来辅助分析脉象。 现代计算机图像处理技术和人工智能已经至少可以辅助我们做若干工作。如特征识别，模式 识别，特征放大，抑制干扰等。而在这方面本发明不同于传统的信息处理方法在于注重以脉 搏变化面的整体信息来作为后道加工处理的依据。传统的尽管有多点采样的尝试，但都是基 于各个点的信息分析之后再综合。
本发明能比较好地继承古人的脉学成就，但应更加着眼于未来基于便利的脉象数据积累， 而更有大大优于古人的脉学医学经验的总结发展。剔除古人的囿于传感方式本身的主观性和 客观个体差异性问题而发生的一些似是而非的错误。
本发明的装置如图1。
其中，1取样传感单元是从人的脉搏取样的传感单元，包括固定施加作用装置和取j羊装置。 凡给人以视觉形象变化，而又能直观表现传统脉象的已解读信息的脉搏取样，或取样经过变 换可以达到这样的表现效果，都是可以的，不一定是脉搏表面形状波动真实直接对应画面， 当然最好是。例如
1、 接触面空间形状变化的传感装置，
2、 也可以是其他直接或间接的传感取样经过转换表达形状动态的装置。如随其波动而有 疏密、灰度变化。
3、 或由多点压力传感转化而来，多点压电等，也可以产生图像，压力曲面的变化，可以 变换为与摸脉感觉相似或变换成能显示有效特征以引发视觉注意的形式。
4、 或利用超声波脉管回波显示，
5、 或类似血氧的光学检测的方法得来的数据转换。
典型的利用光学测量，如图4所示是具体装置的形式结构示意，筒体是刚体，内里的透 明体可以是透明气体或透明液体或透明弹性体，筒体上盖可以是平玻璃片或透明塑料有机玻 璃等透明类物体，也可利用做成摄像装置用的透镜，图2方形筒体的下面是近似圓柱的柔性 侧面作为传感器接触面，与筒体密封连结，制作简单，与刚性筒体连接处的角上就可以定位 参照基准点。图4方形筒体也可以做成圓柱等柱体，下面的接触面可以是球面的接触面。6显示单元，在一切视觉图形显示装置上都可以，如液晶屏、电脑显示器、眼镜等，可以 是与采样单元连接在一起的，也可以是独立的，由网络或存储媒体获得脉象数据。其显示方 式包括
1、 以与摸脉得来的脉象形象相应图形显示。
2、 或不相应但包含同样或相似或更多信息特征的显示。
3、 或不同特色的一种或多种显示。
4、 对于立体显示部分
a) 有通常的立体显示(平面上表达，如普通的显示器上直接表达)
b) 用网格及不同颜色区分前后的面的全面变化显示
c) 多视角多图显示或单图可调显示
d) 图1中7双眼不同画面的真立体显示，播;故此方式的画面，包招W風戴立体眼4竟或 用立体显示器等来观看，与人的自然视觉相符，故立体表现力更强， 一眼望去感 知的信息更多，更生动。
9网络单元，本装置可以将数据传送到网络上，供服务器存档，或异地会诊。普通的电脑 挂在网上就可以运行软件显示脉象动态信息，用3D立体显示方式如立体眼镜观看，则可以更 加一目了然，更加生动。利用本装置也可以直接从广域网或局域网:f又得脉象数据来显示，异 地诊断，还可以从服务器获得最新版的标准动态图、参考图、程序等。网络单元不是本装置 必须的。也可以通过存储媒体或其他通讯连接来实现信息交换。
2处理器单元实际是信息处理机，例如可以是电脑、嵌入式的处理器，如DSP，单片机， 含有逻辑阵列的处理单元，定制的专用芯片，乃至PDA、手机等等。它可以做运算、变换图 像等数据处理操作。
8旋钮、按钮、触摸屏等人机操作界面单元。在电脑上利用标准的输入设备就可以操作， 本装置可以以通常的电脑为基础实现，或也可以加装触摸屏、便捷按钮等。而在嵌入式的仪 器形式的实现中，更可以运用方便的旋钮来调节视角，触摸或按钮、旋钮来作放大缩小等等 操作，装置的形态也可以更小，方便桌面安置及便携等。
5图像处理单元，软件或硬件或软硬件共同实现，包括各种立体显示形式所需的信息变换， 例如
1、主视图应该是正对脉管横截面，从上往下45度左右的视角。这样，脉管左右2侧 的视觉是相同的，45度是兼顾脉管的长度方向变化(这个方向90度最好)，及脉管上 平面变化(这个方向O度最好)，脉管的2个侧平面的变化则左右眼分别主看。不过 以脉管的平面上的波动比较弱小，长度方向的波动比较大，应该下倾角度更小一些， 如30度左右，或者将平面波动放大。另外，从便于平面显示的假立体(指2眼所见 为同样画面的立体)的观察来讲，则也可以以脉管的一个侧面为主，宜右(或左)偏 22. 5度左右2、 尤其在假立体显示中，同密度半透明体的背面图像表示，可以用不同颜色，但绝然不 同的颜色则分界处好像非一体，视觉感受不好。而渐变的颜色则容易与前面的图像相 混，故可以用同色的但背后为更深色的网状，就是类似虚线一样的效果来表达。
3、 各个方向视角立体。根据古脉象的描述，涌动宽度、长度、柱体形状、峰顶面波动及 大小，我们观察的视角应该是多样的，也可以随时转动角度观察，或用不同图像同屏 显示各个主要角度。3D观看，乃至可以故意扭曲图像以看到更多形状变化的特征信息， 及使与指目的触觉范围更相近
4、 可以动态显示4黄、侧截面图
5、 作指目触觉和视觉觉察关联分析，使对同样特征的敏感度趋近，便于利用古脉象理论。 但也可以根据新的易识特征而总结出新的"脉象"。
6、 对比显示，人工或计算机辅助识别将几种相关的标准或典型或历史脉象动态图与当前 观察的脉象同屏动态对比，及还可以指标对比。包括单因素的标准脉象合成为兼脉脉 象，动态显示供人比较。
7、 对于非空间动态变化的数据，如力或其他作用的多点数据，也可以将多点的数据拟合 成曲面来表达，及不同测量量的数据参照转换，对于视觉不敏感的有用特征数据进行 特征放大等。如脉搏面的垂直方向的空间波动数据。
8、 也可以展现为脉管的动态画面，只要有利于直观解读其中的有用信息。例如以上面波 动补出下面波动，或取样的就是脉管的动态。
9、 原始的面上多点传感的曲面整体变化图
10、 曲面各点斜度变化图，如灰度表达斜度
11、 曲面各点的弯曲度变化图，如灰度表达弯曲度变化
4脉象识别单元，运用人工智能等成就，识别脉象与标准脉象、典型脉象的符合程度，不 一定要完全识别准确，能作出 一个初步的判断，也是有意义的，则例如可以自动调出相似的 标准脉象同时动态显示便于人做比较。例如结合将几种单因素的标准脉象合成为兼脉脉象， 动态显示供人比较。
以上各个单元的内容，有的既可以软件实现也可以硬件实现。 以上仅就直接的符合人的视觉观察习惯的显示和表达脉象方面的方法作了说明。
作为这样一种新的观察脉象的方法体系，它有许多需要配合实施的方面，以成就其发挥 应有的作用，就好像虽然有了装置，未必能做好生产，还需要生产工艺上的完善、管理上的 完善等等。下面说明这些方面。
其组成如图2所示。它包括装置体系，标准视图、界面体系(以规范统一被感知的对 象)，数据体系，持续运营维护更新体系(信息)，管理体系。如果一开始不以必要体系进行 管理、引导，可能会造成极大的混乱，不能及时发挥作用。
以下详细说明图2中的一些内容一、 标准器和比较训练器。
最好配套测试用的标准器，及由触觉切脉转向视觉观脉方式的比较训练器。前者主要 测试传感器的特性是否发生变化，可以模拟产生标准的波动变化，接上传感器后，看其 实际波形是否与预先存入的标准波形一致，极限和边缘都要测试到。后者是针对有触觉 切脉经验的人，或欲体验前人触觉脉象经验的人，来看一下视觉脉象是怎样的，模拟波 动以产生在切脉中可能体验到的各种指感，并同时播出存在系统里面的实测视图，节奏 完全同步，可以充分建立起指感和视觉的对应关系，并不一定要完全仿中医传统的标准 脉象，当然标准脉象等也可以作为模拟内容之一。实际应用中，也可以先传感器测试， 将脉象保存，然后触觉切脉时播出刚才的脉象动态视图以作对比，可以调节播出，自动 或手动与手感同步。当然实际以人为对象训练时，间歇性出现的脉象特征有点难以同步 出现；当两手的脉象基本相同时，也可以患者的一只手用手切脉，另夕l、一只手用传感器 切脉，来对比。
有经验的中医从业人员通过学习，可以看懂自己病案的历史脉象(首先病案要记录为 视图脉象)，就可以不必面对面的脉诊，可以网络脉诊，可以观看动态脉象视图借鉴别人 的视觉脉诊经验，可以调用查看典型脉图资料库对比当前脉象，可以利用多种视图发现 一些指感上难以察觉的病理特征等等。
二、 标准视图、界面体系(以规范统一被感知的对象)。涉及习惯性感受，故不宜随 便更改，以免对同 一个对象出现不同的观感。
三、 数据体系。既有人为的审定发布，也有网上循结构线条自动地反馈、评论，资料 积累。
四、 持续运营维护更新体系(信息)。使用者网上直接反馈、跟贴、评论、验证，最 好具实名。最后经标准委员会审定修订。也可以循协会或其他途径反^t，如与其他专 业网站的共享渠道等。
五、 管理体系。由国家强力部门与行业协会配合，杜绝违规产品，保障机制健康运行。


图1是本发明主要装置的組成框图。
图2是本发明涉及的整个体系，网络、信息科学、管理体制、装置紧密结合的体系。从 左到右的包括采样方面的，表达和变换处理、判别方面的，建立统一的、实时更新的标准和 智能库方面的，管理体系方面的。
图3是一个基于网络的应用的示意图，包括采样脉象的机器，观察、诊断的机器，存放 发布标准版本及资料和保存数据的服务器。采集的机器包括固定摆放的，如放在医生桌上， 或专门的木全查处；有可以随身携带的，随时无线上网传输或记录于媒体携回；有移动诊疗车 上的。观察、诊断的机器包括个人电脑，可以与采集装置直接连接使用，或通过网络同处 或异地获取脉象数据；也可以是嵌入式的或^i夷的，随时随地可以获取和观察已取样或正在采样的脉象数据；服务器则汇总记录脉象数据，发布标准，提供算法，保障及时更新，及时 提升。
图4是光学传感部分的大体形式。
具体实施例方式
对于不同的传感类型(最好接触面是类似指目形状的弹性体，或圓柱曲面的)，首先，传 感部分应该处理为面的动态变化，如直接测量表面动态形变的、多点测力的、压电薄膜的、 其他类型形变转换的、超声脉管回波的、血液成分光学效应如血氧类检测的等等，有的需要 插值、拟合，有的需要变换。有的量可以近似转换为面的物理形变量，有的量则也可保留原 来的变化类型，不一定都要统一为物理形状变化的摄像效果。但要变成面的动态变化形象。 例如，力的变化也可以直4妄表现为我们观看图的高度，相似于物理形变的高度。总之，变为 能让人视觉直观分辨的面的动态连续的变化。
然后，我们希望最好和人的触觉脉象的意识形象相合，包括对有用特征的敏感度，这样， 较容易利用传统中医体系的脉象相关部分积累的成就。对于有差异的，我们可以运用数字图 像处理技术进行调整，但要注意不要这方面相近了，那方面差的更远了，'要以整体和主要方 面的的直观感觉为基础。对于不能相合的，这里有2种， 一个是意识形象不合，但触觉脉象 的特征在这种传感里有别的显著表现，我们需要建立颁布该种传感类型的标准脉象动态图(与 传统脉象的对应关系)，有触觉脉象经验的，也可以自己对比，建立联系，而我们应该汇总这 些资料，甄别整理后发布。另外一种，是不能在一个图中表现传统脉象的所有有用特征，则 可以多种图表示，同样，这也需要建立标准。我在上面指出的几种视图，都可以进行局部因 素的变换来改变不同方面的表现力。所有这些定格的视图，都应该纳入标准，详细^i定其条 件，否则会各家言语不通。在图形显示的时候，我们可以进行旋转、放大等观看，这个比传 统触觉脉象靠人的身心调适来增强灵敏度要容易实现多了。标准一旦建立，人的直观感觉就 会去适应，人的整体感觉建立之后，不应再轻易改变视图标准。
在脉象的立体表现上，上面已经举出了若干方法、视图，主要是为了一目了然地有一个直
观感受，便于人们有个整体印象判断，然后可以就细部观看辅助^L图及旋转放大观看。真正 双眼所见不同的立体观看，整体表现力要比双眼看同一个平面表现的立体图强得多，例如比 较实用的目前可以配备立体眼镜，液晶式的效果比较好。真正的立体观看需要改变图像显示 方式，这在电脑上的实现已经很普通。
本发明这个方法的另外一个优势，是不必单凭脑子记忆，还可以调出显示的动态脉象比较， 重复播放比较。还可以运用图像处理和人工智能技术识别图像的特征，由电脑自动调出相关 脉象供比较。象长、短脉、洪、细、大等脉象是比较容易自动识别的，节律相关的也比较容 易辨识。现实中很多的是兼脉，我们需要标准的兼脉动态图供比较，及最好能自动合成部分 兼脉图或改变某个因素后的脉象图，如改变节律。
本发明最好在网络中应用，便于资料的汇总整理综合，便于标准统一，由服务器中央数据库不断颁布更新，也便于远程医疗，网上会诊。取样与诊断分离。辅助判断程序可以置于网 络应用服务器上。
以个人电脑为基础设备的话，其实现有2种， 一种是从网络或存储介质上观看，普通电脑 就可胜任，需要用液晶立体眼镜的需要显卡支持，当然软件本身要支持；另外一种是取样脉 象现场用的，比前一种多出 一个脉象传感器，例如可以由USB端口连接的脉象传感器。
以上这两种也都可以用嵌入式来实现。
本发明的方法和装置最好是通过一个这样的体系来运作(类似生产工艺)，她的效果才会 充分发挥。
要素
1、 网络、现场取样装置、读取复现装置
2、 管理机制(包括标准、制度)
3、 管理机构
首先要建立一个脉象动态图像标准库，视图规范。是一个根标准。根标准的更新，如果没 有重大缺陷，最好与以前版本兼容，除了增加内容，对主要的视图一般仅仅是精度的提高， 次要部分容许一定的修改。因为涉及到使用者视觉脉象习惯的改变。
每种传感方式要有标准，如采样、分布点数、转换、图像处理的一系列规范指标，该种方 式下的具体传感装置也要有标准。
建立准入制度，生产厂家要交认证资料，包括脉图对比(与标准器根标准)，试验数据， 标准脉象库，重复性、稳定性指标等
从一开始建立第一个脉象标准库，案例库等，最好是这样操作
1、 若干脉诊精到的老中医用仪器样品，对同一病例，用手切脉，用仪器观脉，记录老 中医的脉象描述，仪器记录数据。 一方面积累数据， 一方面培养老中医的视觉脉感。
2、 积累到足够数据量，比较抽取出标准脉象库，对象应该符合脉象比较纯粹
3、 参加实验的老中医最好有过对典型脉象病人的同时切脉，描述脉象，比较其异同， 并参看图像分析差异的原因，以期取得基本的统一认识
4、 对抽取的标准脉象候选者，也需要有众人同切一个脉的描述对比，包括指感描述和 视觉描述。讨论差异原因。取得统一认识。候选者原脉象消失的，要补充新的候选 者。这是老中医实验者已经对视觉脉象有充分感觉，基本可以舍去触觉脉象。
5、 等老中医实验者完全可以舍弃触觉凭视觉，则实验对象无需保持脉象不变，翻看记 录的动态立体脉象即可。
6、 此中间最好要结合疗效，疗效不符合预期的不能选。并写明原因分析。
7、 标准脉象提供者具名。
8、 小范围试用，分组，有触觉经验的和无触觉经验的9、 寻找差错原因，反馈修正。.
10、 推广。
11、 老中医实验也可以分为核心组和体验组，后者主要反馈意见供参考，人数可以比较 多，也可以网上申请加入体-睑。
12 、 经典案例的议定和公布。
13、 脉象库修订机制，标准委员会初次讨论，发布征询意见，委员会二次定论，发布， 具名及奖励
需制定标准的内容
1、 视图规范，基本视图规定，企业自定义视图。
2、 加压规范。
3、 脉象类型规范基本脉象、扩充脉象。
4、 反馈，评审，修改机制。初创及修订者具名制，在网站和有关文献表现。
5、 下载更新。数据及程序规范。
以上选择讨论了本发明实施的多个方面的问题，无须再举例说明。 本发明并不局限于上面讨论到的实施方法和装置。 本发明包含所有这些处于权利要求范围内的选择、修改、变化。
权利要求
1. 一种脉搏的表达方法和装置，其特征在于，将脉搏的被测表面的动态变化以视觉直观的整个面的动态变化形式来表达，供人视觉观察、诊断或再供智能处理。其装置包括处理器、图像处理、显示等单元。
2. 如权利要求1所述的以视觉直观的整个面的动态变化形式来表达，其特征在于将被感 知面的多个点或区域的数据拟合成曲面来表达。
3. 如权利要求1所述的以视觉直观的整个面的动态变化形式来表达，其特征在于动态显 示横、侧截面图
4. 如权利要求1所述的以视觉直观的整个面的动态变化形式来表达，其特征在于对于视 觉不敏感的有用特征数据进行特征放大。
5. 如权利要求1所述的以视觉直观的整个面的动态变化形式来表达，其特征在于对比显 示，人工或计算机辅助识别将几种相关的标准或典型或历史脉象动态图与当前观察的脉 象同屏动态对比显示。
6. 如权利要求1所述的整个面，其特征在于是立体曲面。
7. 如权利要求6所述的立体曲面，其特征在于双眼不同画面的真立体显示
8. 如权利要求6所述的立体曲面，其特征在于当以某个视角观察脉搏，有被遮挡而又需 要感知其变化的面时，则可以用更深色的网格表示这个被遮挡的面。
9. 如权利要求6所述的立体曲面，其特征在于视图为正对脉管横截面，从上往下45度左 右或30度左右的视角的视图。
10. 如权利要求6所述的立体曲面，其特征在于视图为以脉管的一个侧面为主，右或左偏 22. 5度左右，从上往下45度左右或30度左右的视角的视图。
11. 如权利要求l所述的等单元，其特征在于包括与服务器配合的网络应用模式。
12. 如权利要求1所述的等单元，其特征在于包括标定器。
13. 如权利要求1所述的脉搏的被测表面的动态变化，其特征在于以图像传感器拍摄柔性 接触面上的反映形状及其变化的信息。
14. 如权利要求13所述的以图像传感器拍摄柔性接触面上的反映形状及其变化的信息，其特 征在于其形式为桶体下部加柔性囊，中间充以透明物质，上端透明，整个桶体是密闭 的，柔性囊的形状可以为圆柱的 一部分侧面或为球型。
15. —种脉搏的取样和处理方法，其特征在于，基于面的信息基础进行人工智能分析处理。
全文摘要
感知人的脉搏以了解人体状况的另类感知形式——视觉，不同于中医脉象的触觉感知。由传统中医的手指切脉变为眼睛观脉。涉及到多个方面的需要规范和同步进行的内容。
文档编号A61B5/024GK101411616SQ200710047259
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者刚 阮 申请人:刚 阮