专利名称：一种基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及保健仪器设备和现代中医脉学，尤其涉及一种基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统。
背景技术：
现代中医理论认为血液循环系统工作的过程就是一个共振的过程，不同脏腑，其震动频率也会不同。由脏到腑，共振的频率逐渐增加，由人体12条经络，共有12个谐波，第I至11谐波依次为肝经、肾经、脾经、肺经、胃经、胆经、膀胱经、大肠经、三焦经、小肠经和手少阴心经。将心包经定义为第O谐波，就是总合波，即心的总输出量。心脏搏动的时候，事实上是输出一个脉冲。在每一个心跳周期中，血液真正由心室搏出到主动脉的时间约为O. 1-0. 2秒。仔细分析这一个脉冲，它包含了各个经络的频率，也就是各个腑脏的谐波，只是 比重不同且越高频率能量越小，根据能量的不同来进行诊断。这是我们能够对脉搏进行频谱分析的基础，也是我们设计本项目的理论依据。频谱分析(Spectrum Analysis)是一个将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数并考察变化规律的一个过程。通过将采集到的脉搏信号进行频谱分析，我们能得到需要的各次谐波，单片机再对谐波信号进行分析处理。目前关于脉诊的仪器在国内外已经出现的不少，但大多数都抑或笨重，抑或费用昂贵、操作复杂，抑或测试的指标很少。一种价格低廉、便于操作、轻巧方便、无线传输的脉诊设备往往是追求健康的现代人所急切需要的。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种本实用新型旨在提供一种成本较低的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种穿戴式无线脉诊仪系统。该穿戴式无线脉诊仪系统包括脉搏传感器(I)、信号采集处理模块(2)、信号接收处理模块(3)、USB串口通信模块(4)和基于个人计算机的数据存储与频谱分析模块(5)。根据本实用新型另一方面的穿戴式无线脉诊仪系统，其中，所述脉搏传感器(I)采用精度较高的PVDF压电式薄膜脉搏传感器，通过带有粘性布的皮质或者布制O型圈连接器固定在手臂寸、关和/或尺部位。根据本实用新型另一方面的穿戴式无线脉诊仪系统，其中，所述信号采集处理模块(2)包括信号放大电路(21)、A/D转换电路(22)、单片机控制系统(23)和无线发送电路(24)。根据本实用新型另一方面的穿戴式无线脉诊仪系统，其中，所述信号接收处理模块(3)包括无线接收模块(31)和单片机控制系统(32)。根据本实用新型另一方面的穿戴式无线脉诊仪系统，其中，所述基于个人计算机的数据存储和频谱分析模块(5)由输入模块(51)、数据存储模块(52)、基于快速傅里叶变换的频谱分析模块(53)和显示模块(54)组成。[0011]根据本实用新型另一方面的穿戴式无线脉诊仪系统，其中，所述信号采集处理模块(2)与所述信号接收处理模块(3)之间的通信通过无线来完成。根据本实用新型另一方面的穿戴式无线脉诊仪系统，其中，所述的显示模块(54)用于显示波形及数据显示信息、多媒体测试报告信息和健康建议信息。与现有技术相比，本系统依托近年来发展的现代中医脉象频谱分析理论，通过对采集到的脉搏信号的频谱分析，得到12个不同能量的频谱，并进行可视化处理，根据能量的不同来进行诊断，得到测试对象的健康状况数据。本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图I是根据本实用新型实施例的一种基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统的完整使用示意图；图2是根据本实用新型实施例的一种基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统的详细结构原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。如图I和图2所示，基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，包括脉搏传感器I、信号采集处理模块2、信号接收处理模块3、USB串口通信模块4和基于PC(个人计算机)的数据存储与频谱分析模块5。信号采集处理模块2包括信号放大电路21、A/D转换电路22、单片机控制系统23和无线发送电路24 ;信号接收处理模块3包括无线接收模块31和单片机控制系统32 ;基于PC的数据存储和频谱分析模块5由输入模块51、数据存储模块52、基于快速傅里叶变换的频谱分析模块53和显示模块54组成。如图I所示脉搏传感器I采用精度较高的PVDF压电式薄膜脉搏传感器，通过带有粘性布的皮质或者布制0型圈连接器固定在手臂寸、关、尺部位。如图2所示，信号采集处理模块2与信号接收处理模块3之间的数据传输通过无线的形式来完成，该特征使本系统更加灵活，受距离限制较小。更具体地，本实用新型可通过以下步骤来实现获取诊脉结果步骤一，是通过固定在人体寸、关、尺部位的脉搏传感器采集人体的脉搏信号；步骤二，通过放大、整形、A/D转换后将脉搏信号以无线的形式发送；步骤三，通过无线接收模块以后将信号经USB接口传输到PC终端；步骤四，通过相应数据存储、转化和频谱分析，通过显示模块在计算机上显示。[0027]信号采集处理模块2与信号接收处理模块3之间的数据传输通过无线的形式来完成，该特征使本系统更加灵活，受距离限制较小。测试对象可以在远端(卧室、客厅等)通过无线将数据发送给PC终端；数据存储模块52主要用于收集历史数据，为数据脉诊分析、统计提供参考；模块采用Apache+MySQL+PHP等进行编程，能够提供图表展示等功能，顺应了基于Web的生物信息学的发展趋势。在测试时，在人体寸、关、尺部位进行脉搏信号的采集，压电传感器感知到脉搏信号将其转换为电极能，通过放大、整形电路后经无线发送，在连接PC终端的信号接收处理模块3接收到信号以后，通过USB串口通信模块4传输到PC终端。PC终端通过预编制的软件对数据进行存储、分析，通过显示模块54可以直接读出人体12个频率波形及其能量大小，从而判断测试对象健康状况。本实用新型以延续了几千年的中医脉诊理论为依托，以近年来发展的脉象频率理论为指导，结合现代电子通 信相关硬件，是一种适用于家庭脉搏测量并对测试对象健康状况进行评估的系统。当有需要的时候，测试者只要在平躺或者静坐时，在手腕穿戴上带有贴片的皮套，脉搏数据就能源源不断地被采集，处理后，将通过无线方式传到与计算机相连接的接收模块中。计算机通过相应的软件将采集到的数据进行可视化处理，并根据测试结果在计算机上给出相应的多媒体测试报告和健康建议。如果有需要，可以进行远程连接，将测试数据发送给医疗专家，通过专家的分析，给出相应的健康指导，更具有权威性和实时性。综上，本实用新型提供了一种成本较低的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统。本系统依托近年来发展的现代中医脉象频谱分析理论，通过对采集到的脉搏信号的频谱分析，进行可视化处理，得到测试对象的健康状况数据。本实用新型主要有以下几个部分组成脉搏传感器、信号采集处理模块、信号接收处理模块、基于USB的通信串口、基于PC的软件数据存储与频谱分析模块等。本新型系统通过精度较高的聚偏二氟乙烯(PolyVinyliDene Fluoride, PVDF)压电式薄膜脉搏传感器采集人体寸、关、尺三段的脉搏信号，将信号通过由放大电路、整形电路和无线收发电路组成的传输电路进行传输，通过USB通信接口将数据传输给计算机，由开发的PC软件数据存储和频谱分析模块对信号进行处理。在干扰较少、信号稳定状态下，将得到12个不同能量的分频率，通过对其的能量分析，判断各个器官的健康状况，显示频率波形及能量值，并给出多媒体诊断报告和健康指导。采用无线通信的方法，使本新型系统具有较大的灵活性，受距离约束相对较小；此外，采用穿戴式更有利于减少干扰，采集精确脉搏信号。本实用新型具有低价、便捷、实时的特点，能够适用于广大中低收入人群。结合当前许多地方看病难、看病贵的情形，拥有本系统能有效预防、诊断相关疾病，对于社会医疗有一定的促进作用。虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.ー种基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，其特征在于，包括采集人体脉搏信号的脉搏传感器(I)、与脉搏传感器(I)相连并以无线的形式将脉搏信号发送给信号接收处理模块(3)的信号采集处理模块(2)、信号接收处理模块(3)通过USB串ロ通信模块(4)将接收的脉搏信号传输到基于个人计算机的数据存储与频谱分析模块(5)。
2.根据权利要求I所述的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，其特征在干，所述脉搏传感器(I)采用聚偏ニ氟こ烯压电式薄膜脉搏传感器采集脉搏信号。
3.根据权利要求I所述的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，其特征在干，所述信号采集处理模块(2)包括放大脉搏信号的信号放大电路(21)、对脉搏信号进行A/D转换的A/D转换电路(22)、单片机控制系统(23)和以无线的形式发送脉搏信号的无线发送电路(24)。
4.根据权利要求I所述的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，其特征在干，所述信号接收处理模块(3)包括以无线的形式接收脉搏信号的无线接收模块(31)和单片机控制系统(32)。
5.根据权利要求I所述的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，其特征在于，所述基于个人计算机的数据存储和频谱分析模块(5)由输入模块(51)、数据存储模块(52)、基于快速傅里叶变换的频谱分析模块(53)和显示模块(54)组成。
6.根据权利要求书5所述的基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统，其特征在于，所述的显示模块(54)显示波形及数据显示信息、多媒体测试报告信息和健康建议信。
专利摘要本实用新型公开了一种基于脉象频谱分析的穿戴式无线脉诊仪系统。该穿戴式无线脉诊仪系统包括脉搏传感器(1)、信号采集处理模块(2)、信号接收处理模块(3)、USB串口通信模块(4)和基于个人计算机的数据存储与频谱分析模块(5)。本实用新型具有低价、便捷、实时的特点，能够适用于广大中低收入人群。结合当前许多地方看病难、看病贵的情形，拥有本系统能有效预防、诊断相关疾病，对于社会医疗有一定的促进作用。
文档编号A61B5/02GK202365763SQ201120364169
公开日2012年8月8日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者宣利峰, 熊继平 申请人:浙江师范大学