8~38Hz的信号通过），滤掉信号中的直流成分和电源以及皮肤 与袖带摩擦的高频噪声和工频干扰，然后经过MAX4471进行进一步放大，得到单片机匹配 的电压信号，进入ADC2,监视血压的交流分量。同时该信号通过低功耗比较器MAX9028转换 成脉冲信号，触发ADCl工作。
[0070] 3?指容积脉搏波探头设计
[0071] 指容积脉搏波探头是由两个不同波长（红光660nm、红外光940nm)的发光二极管、 一个光电接收器组成。C8051F020单片机产生时序控制信号，交替驱动红光和红外光二极管 作为测量信号。红光和红外光是分时驱动，测量信号共用同一信号通道进行放大和滤波，避 免相互产生干扰与双通道传输中由于通道特性不相同而引起的误差。
[0072] 系统硬件设计芯片基于C8051F020单片机。该系统的基本工作过程是由单片机产 生的时序控制信号，交替驱动两个光二极管分时照射手指，将光电接收器输出的信号通过 放大滤波处理后送入单片机进行数据处理并计算出血氧饱和度。
[0073] 指容积脉搏波信号通常带有不同程度的高频干扰，需要进行低通滤波进一步滤出 检测过程中产生的高频噪声。考虑到使用二阶滤波电路结构简单，并且具有良好的频率特 性，因此采用了巴特沃斯低通滤波器进行低通滤波，滤波电路的截止频率为23Hz。用于提高 信噪比，抑制噪声。
[0074] 4?信号处理平台设计
[0075] 可优选的TMS320C6000系列DSP作为相比较而言业界最高性能的通用可编程DSP， TMS320C6701属于较好的性能浮点处理器。该款DSP完全满足设计的通用计算平台对信号 处理单元性能的要求，因此选择TMS320C6701作为信号处理模块的处理单元，设计过程如 图6所示。
[0076] DSP元件作为处理单信道的输入数据，实现特征信息的提取，不同采样的诊断信息 之间通过FIFO实现横向比较，将数据之间的延时差进行精确测量，获取信号间的关键点时 差信息。同时，结合数据库，每一信道的数据结果与数据库中存储的标准值进行比较，获取 单诊结论，然后通过合参辨识，获取综合的诊断结论，单诊结论与综合诊断结论相互比较， 如果出现个别不匹配现象，则根据权重进行取舍，保留权重最大的部分。作为对患者的主要 问题的辨识。
[0077] 5.电源管理方法：采用无线通信的电源管理
[0078] 无线技术采用现代医用手机设计支持的通用标准：低功率蓝牙（Bluetooth?)和 ZigBee?4页带范围为400MHz至2. 5GHz。选择单节锂离子电池作为可充电的电源，使用DC/ DC降压转换器使电池供电轨（Vbatt)保持稳定，输出固定为I.OV到I. 8V其中一项设计可 设计为如下所示结构，以满足其动态功率需求。
【主权项】
1. 基于指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其特征在于：其包括 MEMS微气栗、阵列压力传感器及仿生指感触压探头、标准II导心电传感器及其检测电极、 指容积脉搏波传感器及其探头、气压指套、气压腕套、微型充气栗、无线传输装置、集成电路 芯片、触控屏在内的可穿戴式脉诊信息采集装置；能够同时实时测量寸关尺三部脉搏波信 息，指端血氧饱和度、脉率、动态血压值、脉搏波传导速度及心电信息。2. 根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其特 征在于，以微型气栗驱动微型气囊充气和放气来拟取脉时手指的施压过程，从而实现稳定 的接触。仿真施压系统还具有维持压力的作用，当受试者手部运动导致取脉压力改变时，施 压系统能通过向气囊充气来增加取脉压力或者放气来减小取脉压力，进而维持一定的取脉 压力，解决取脉时的脉位（浮、中、沉）信息的动态采集。3. 根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其特 征在于，微阵列传感器的仿生式封装，将传感器置于类似食指指腹大小的弧形刚性材料中， 再进行MEMS封装，以达到仿真手指中压感和温度感觉神经末梢分布的目的，从而模拟指感 传感。4. 根据权利要求2所述的步进马达液压传感装置，其特征在于，为气压腕套与气压指 套充气，并调节压力。气压指套与光电指容积探头的获取信号配合，测量局部血压值。局部 血压值与脉搏波传导速度，血管硬度以及血流信息配合精确计算全身血压值。5. 根据权利要求3所述的气压腕套与气压指套，其特征在于：它由任意密闭并具有弹 性的材料制成，由微型气栗充气产生可控气压，腕套内部仿生指感触压探头与皮肤直接接 触，选用仿生柔性材料制成，并且有较高的超声透过率。腕套上表面与超声探头接触部位采 用密闭性设计。保证贴附在脉搏表面的装置部分没有气体空腔。在进行脉诊检测同时获取 超声动态血流图像以及血液流速，血管三维运动、血管直径、血流量等特征信息。6. 根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其特 征在于：仿生指感触压探头的桡动脉切向位置延长设计的微阵列传感器能够在一定的固定 位置误差下，计算出三部脉的脉宽信息，增加了佩戴使用的自由度。7. 根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多参数信息获取识别装置， 其特征在于：采用无线发射方式，将获取的信息发送至附近的通讯终端。电源为纽扣锂电 池，支持低功率蓝牙（Bluetooth)和ZigBee等与手机通讯兼容的无线通讯方式。8. 根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其集 成电路芯片采用MEMS技术，微型化设备以便于穿戴，内部健康管理数据库能够根据获取的 数据进行实时分析，对于长期超标的部分检测指标，触发健康预警信号，并提供相关方面的 保护措施。用于家庭医疗的未病防控。9. 根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其特 征在于，能够对获取信息合参，并对获取的二次信息进行聚类，寻找共性特征，增加诊断结 论的准确率与稳定性。如：结合脉诊信息与血压，积累同一使用者不同血压状态下的脉搏波 波形特征。结合脉诊信息与心电图，计算脉搏波传导速度PWV。脉诊结合超声获取桡动脉血 流量。通过对在使用的过程中不断积累的个性化诊断信息进行自动分类并回归分析，得出 脉诊波形特征Cl与血压C2、脉搏波传导速度C3、血流量C4等的函数关系。 Cl = f(C2, C3, C4) 实现脉诊信息的主观指下感受与检测的数字化量化生理指标等信息的相互关联，在临 床医师有针对性的使用过程中，不断积累健康数据库信息的同时，训练使用者的自我诊断 能力。10.根据权利要求1所述指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置，其 特征在于，采用基于中医理论的四诊合参辨识方法，运用主客观联合辨证方法获取脉诊信 息。获取的信息量能够进行远程传输，远程传输的脉诊信息以及其他辅助信息能够被中医 师直接拿来用于疾病的辨识，实现中医的远程诊断。
【专利摘要】本发明为指感施压与微阵列传感的三部九候多信息获取识别装置。装置集成MEMS微阵列传感触点探头、微型气泵、标准II导心电传感器及检测电极、指容积脉搏波传感器及其仿生指压探头、气压指套、气压腕套、微型充气泵、无线传输装置、集成电路芯片、触控屏、以及纽扣锂电池等，运用MEMS技术，设计微阵列压力传感器模拟人指下触感信息，获取脉诊信息位、数、形、势属性，与能够体现机体生理状态的参数如脉搏波传导速度(PWV)、血压、血氧饱和度、心电、以及超声等信息形成动态同步数据集。根据中医四诊合参理论，将数据翻译为中医医师获取的视觉，触觉，温度觉等相关信息。从而实现用数字化量化的中医诊断，模拟中医四诊合参过程。
【IPC分类】A61B5/00, A61B5/02, A61B5/0402
【公开号】CN105030195
【申请号】CN201510293808
【发明人】牛欣, 杨学智, 司银楚, 牛婷立, 芦煜
【申请人】牛欣
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月2日