。
[0063]电机托架4底部设有三个方形纵向滑槽，分别安装寸位传动机构11、关位传动机构12和尺位传动机构13，寸位传动机构11、关位传动机构12和尺位传动机构13构成传动机构，脉搏传感器包括寸位脉搏传感器14、关位脉搏传感器15、尺位脉搏传感器16，寸位传动机构11的一端与寸位电机贯通轴8螺纹配合，另一端与寸位脉搏传感器14过盈配合，关位传动机构12的一端与关位电机贯通轴9螺纹配合，另一端与关位脉搏传感器15过盈配合，尺位传动机构13的一端与尺位电机贯通轴10螺纹配合，另一端与尺位脉搏传感器16过盈配合，电机旋转可带动传动机构沿纵向滑槽运动，从而推动传动机构与脉搏传感器对手腕进行按压运动，脉搏传感器采集寸关尺三部位的脉搏波信号，并将信号传送至信号预处理电路。脉搏传感器选用SC0073脉搏传感器，它是一种高性能的压电式小型压力。
[0064]信号预处理电路对脉搏波信号进行去基线、去噪滤波预处理，并将处理后的信号传送至单片机，信号预处理电路内设有去基线电路和去噪滤波电路，分别对脉搏信号进行去基线和去噪滤波处理，然后输送至单片机。
[0065]单片机对预处理后的信号进行模数转换，并通过串口发送给计算机，计算机对单片机发送来的脉搏波信号进行存储、显示及分析，同时根据脉搏波信号幅值，判断脉搏采集进程，对单片机发送贯通轴电机的控制指令，通过贯通轴电机控制脉搏传感器的突出和缩回。
[0066]如图3所示，一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集方法，具体步骤如下:
[0067]I)设备初始化，使关位脉搏传感器突出，寸位脉搏传感器和尺位脉搏传感器缩回；
[0068]2)手腕置于手腕托上，调节位置调节机构，使关位脉搏传感器位于正确位置，脉诊开始；
[0069]3)关位脉搏传感器突出，采集关位脉搏信号，达到计算机预设的脉搏信号幅值时，则认为关位脉搏传感器定位完成；
[0070]4)寸位脉搏传感器、尺位脉搏传感器分别突出，采集脉搏信号，达到计算机预设的脉搏信号幅值时，则认为寸位脉搏传感器和尺位脉搏传感器定位完成；
[0071]5)若定位不成功，则回到步骤2);若成功，则从寸位脉搏传感器开始采集；
[0072]6)寸位脉搏传感器开始按压手腕，力度从轻到重，在此过程中采集脉搏波信号，计算机对脉搏波信号进行记录和显示；寸位采集完成后，寸位脉搏传感器缩回。
[0073]7)关位脉搏传感器按步骤5)所述方法进行按压并采集脉搏信号。
[0074]8)尺位脉搏传感器按步骤5)所述方法进行按压并采集脉搏信号。
[0075]9)完成上述步骤后，计算机保存采集数据，脉诊结束。
[0076]步骤3)和4)所述的脉搏传感器定位方法，如图4所示，具体包括以下步骤:
[0077]3a)计算机预设脉搏波幅度阈值X，以及脉搏传感器按压深度保险值P ;
[0078]3b)调整位置调节机构和手腕的相对位置；
[0079]3c)单片机控制脉搏传感器突出0.5毫米，记录突出深度Q ;
[0080]3d)单片机记录脉搏传感器采集到的信号幅值Y ;
[0081]3e)若Y大于X，执行步骤2g);否则执行步骤2f)。
[0082]3f)若Q大于P，则回到步骤2b);否则回到步骤2c)；
[0083]3g)脉搏传感器复位值Y等于X的突出深度Q，脉搏传感器定位成功。
[0084]步骤6)、7)和8)所述的传感器信号采集方法，如图5所示，具体包括以下步骤:
[0085]6a)单片机控制传感器突出0.5毫米；
[0086]6b)脉搏传感器静止10秒，计算机采集脉搏信号达到稳定的10的周期；
[0087]6c)单片机记录信号幅值Y，并计算幅值最大值Yni;
[0088]6d)若Y小于Yni的75%,则执行步骤4e);否则，回到步骤4a)；
[0089]6e)单片机控制脉搏传感器缩回至初始位置，脉搏采集结束。
[0090]如图6所示，脉搏信号幅度Y随传感器按压手腕的突出深度Q的变化呈现先上升后下降的趋势，当Y上升至计算机预设幅度阈值X是，则采集开始；随按压深大增大，Y上升至最大值Yni后，开始下降；当Y下降到Yni的75%以下时，采集结束。
[0091]综上所述，本发明申请的一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集装置及方法，设计了一种脉搏信号采集装置，可模仿中医寻脉定位的手法，准确的进行寸关尺三部位脉搏传感器的定位；可按按压力度从轻到重的顺序逐步采集脉搏，完全模拟了中医“举按寻”的脉诊手法，能够收集全面的脉搏波信号，从而为脉象分析提供基础。
【主权项】
1.一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集装置，包括手腕托、位置调节机构、贯通轴电机、传动机构、脉搏传感器、信号预处理电路、单片机和计算机； 位置调节机构包括支架、横向滑动导轨、电机托架； 手腕托的两侧分别固定连接一个支架，横向滑动导轨的两端分别固定连接两个支架，电机托架位于横向滑动导轨上，电机托架能够沿横向滑动导轨做横向滑动； 电机托架设有3层，分别错位安装三台贯通轴电机，三台贯通轴电机分别为寸位电机、关位电机、尺位电机，寸位电机设有寸位电机贯通轴，关位电机设有关位电机贯通轴，尺位电机设有尺位电机贯通轴，寸位电机贯通轴、关位电机贯通轴和尺位电机贯通轴排列在同一直线上； 电机托架底部设有三个纵向滑槽，分别安装寸位传动机构、关位传动机构和尺位传动机构，寸位传动机构、关位传动机构和尺位传动机构构成传动机构，脉搏传感器包括寸位脉搏传感器、关位脉搏传感器、尺位脉搏传感器，寸位传动机构的一端与寸位电机贯通轴连接，另一端与寸位脉搏传感器连接，关位传动机构的一端与关位电机贯通轴连接，另一端与关位脉搏传感器连接，尺位传动机构的一端与尺位电机贯通轴连接，另一端与尺位脉搏传感器连接，电机旋转带动传动机构沿纵向滑槽运动，推动传动机构与脉搏传感器对手腕进行按压运动，脉搏传感器采集寸关尺三部位的脉搏波信号，并将信号传送至信号预处理电路； 信号预处理电路对脉搏波信号进行去基线、去噪滤波预处理，并将处理后的信号传送至单片机； 单片机对预处理后的信号进行模数转换，并通过串口发送给计算机，计算机对单片机发送来的脉搏波信号进行存储、显示及分析，同时根据脉搏波信号幅值，判断脉搏采集进程，对单片机发送贯通轴电机的控制指令，通过贯通轴电机控制脉搏传感器的突出和缩回。2.一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集方法，具体步骤如下: 1)设备初始化，使关位脉搏传感器突出，寸位脉搏传感器和尺位脉搏传感器缩回； 2)手腕置于手腕托上，调节位置调节机构，使关位脉搏传感器位于正确位置； 3)关位脉搏传感器突出，应用脉搏传感器定位方法，采集关位脉搏信号，达到计算机预设的脉搏信号幅值时，关位脉搏传感器定位完成； 4)寸位脉搏传感器、尺位脉搏传感器分别依次突出，应用脉搏传感器定位方法，采集脉搏信号，达到计算机预设的脉搏信号幅值时，寸位脉搏传感器、尺位脉搏传感器定位完成； 5)若定位不成功，贝ij回到步骤2);若成功，贝ij从寸位脉搏传感器开始采集； 6)应用传感器信号采集方法，寸位脉搏传感器开始按压手腕，力度从轻到重，采集脉搏波信号，计算机对脉搏波信号进行记录和显示，寸位采集完成后，寸位脉搏传感器缩回； 7)应用传感器信号采集方法，关位脉搏传感器按步骤6)所述方法进行按压并采集脉搏信号； 8)应用传感器信号采集方法，尺位脉搏传感器按步骤6)所述方法进行按压并采集脉搏信号； 9)完成上述步骤后，计算机保存采集数据，脉诊结束。3.根据权利要求2所示的一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集方法，所述的脉搏传感器定位方法，具体包括以下步骤: 3a)计算机预设脉搏波幅度阈值X，以及脉搏传感器按压深度保险值P ; 3b)调整位置调节机构和手腕的相对位置； 3c)单片机控制脉搏传感器突出0.5毫米，记录突出深度Q ; 3d)单片机记录脉搏传感器采集到的信号幅值Y; 3e)若Y大于X，执行步骤2g);否则执行步骤2f); 3f)若Q大于P，则回到步骤2b);否则回到步骤2c); 3g)脉搏传感器复位值Y等于X的突出深度Q，脉搏传感器定位成功。4.根据权利要求2所示的一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集方法，所述的传感器信号采集方法，具体包括以下步骤: 6a)单片机控制脉搏传感器突出0.5毫米； 6b)脉搏传感器静止10秒，计算机采集脉搏信号达到稳定的10的周期； 6c)单片机记录信号幅值Y，并计算幅值最大值Y。 6d)若Y小于Y?的75%，则执行步骤4e);否则，回到步骤4a); 6e)单片机控制脉搏传感器缩回至初始位置，脉搏采集结束。
【专利摘要】本发明公开了一种仿中医脉诊手法的脉搏信号采集装置及方法，采集装置包括手腕托、位置调节机构、贯通轴电机、传动机构、脉搏传感器、信号预处理电路、单片机和计算机；本发明采用了先定位关位脉搏传感器，再定位寸位和尺位传感器的方法，完全模仿了中医脉诊的布指方法，更容易准确的同时定位出寸关尺三部位的脉搏传感器；本发明通过脉搏信号幅值判断脉搏信号采集的有效性，从而可以实现自动开始和结束脉搏信号采集，无需人为干预。本发明在准确定位的基础上，通过控制算法逐一对贯通轴电机进行控制，顺序调节寸关尺三部位脉搏传感器的按压深度，实现了“指指交替”的脉诊手法，完全模拟中医脉诊“三部九侯”的切脉手法。
【IPC分类】A61B5/02
【公开号】CN105249941
【申请号】CN201510818707
【发明人】张弛, 吕文杰, 宋超, 王玲, 李德玉, 樊瑜波
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月23日