专利名称：脉象检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及脉象检测技术领域，特別是涉及一种脉象检测系统及该系统的使用方法。
背景技术：
中医的脉诊通常的做法是中医师用手指触压患者寸ロ桡动脉处寸、关、尺三个部位，通过手指施加浮、中、沉等不同压カ来感受患者脉搏波的变化。对应于浮、中、沉等压力而产生的一系列的包含了脉搏的位置、強弱、趋势、形状、宽度和节律等等信息的脉搏波，我们称之为脉象。从脉象信息中，医生可以知道脉搏是浮还是沉，是实还是虚、是大还是小、是快还是慢。通过这些信息，医生就可以了解病人的生理状态，但是这种传统的中医脉象有很大的主观性；诊断的过程难以再现，并且很难学，花费几年甚至几十年才能掌握。为了解决传统中医脉诊的缺点，多年以来，许多研究工作者在脉诊的客观化方面做出了不懈的努力。自20世纪70年代至今，研究人员已研制出种类繁多的传感器来采集并记录脉搏信号，基本上原理都是利用传感器代替中医手指切脉提取中医脉象的部分特征信息，并将其转换成电信号，然后进行采集和处理。在众多传感器中，主要存在以下几类1、光电式传感器光电容积描记法用于测量脉搏波(包括在示波法血压测量中的脉搏波)，其原理是利用光电信号来測量脉搏容积的变化。当血管内血容量变化吋，组织对光的吸收程度相应发生变化，利用光电式传感器可测出这种变化，该变化反映出血液脉动的基本參数情况 (包括频率、幅度、脉搏波形状的改变)。2、固态压阻式传感器固态压阻式传感器有多种实现方式，采用聚偏ニ氟乙烯(PVDF)材料的固态压阻式传感器是现今较为流行的ー种固态压阻传感器，与PZT压电陶瓷相比，聚偏ニ氟乙烯材料的压电常数比PZT压电陶瓷高10 20倍，而密度只有它的1/4。聚偏ニ氟乙烯具有很高的強度和很宽的频率响应(0. 1 IOMHz)，材料薄而柔软， 并且有很好的时间和温度稳定性。采用固态压阻式传感器制成的半导体压阻传感器是ー个极薄的多层膜片状结构的复合式传感器，呈薄膜片形或指套型，指诊时将手指放在其上，能同时提供脉动カ和静压 カ讯号，传感器中的信号处理放大装置可分别放大脉象和静压カ浮、中、沉讯号。这种传感器的固定部分可采取护腕方式，或手套，指套方式。3、其他类型传感器在实际应用中还出现了例如光线探头传感器，超声式传感器等其他类型的传感
ο目前的众多脉象采集装置的脉象传感器无法单独控制，从而影响脉象信息采集的准确性，且所述脉象采集装置都具有很复杂的机械结构，体积很庞大，移动起来很笨重，数2/10 页
据传输方式局限在有线传输或是通过存储介质拷贝，因而给使用带来不便。同时这些装置的使用都是针对单次测量，无法做到实时检測。并且有些装置的人机交互信息很局限，界面很不友好，有些只能在上传至电脑后才能了解到相关测试状态，这样给脉象测量带来很大不便。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种脉象检测装置，从而克服现有的脉象检测装置切脉压力无法精确控制，更无法单独控制的缺点。为实现本发明的目的而提供的ー种脉象检测系统，包含用于输出脉象模拟信号的脉象采集装置、用于调理该脉象模拟信号的模拟信号调理模块以及处理器；该模拟信号调理模块分别与该脉象采集装置及该处理器电性连接；该脉象采集装置包含三路脉象传感器以及三路加压装置；所述加压装置与所述脉象传感器一一对应连接；该处理器根据该模拟信号调理模块的输出信号输出脉象检测信号以及用于控制所述三路加压装置的控制信号。在一实施例中，所述脉象检测系统的所述加压装置的每一路包含在加压装置外壳内顺次连接的电机从动部件以及电机，该电机从动部件的另一端与一所述脉象传感器的非感应端连接；该电机工作吋，该脉象传感器与该从动部件联动，沿该加压装置外壳的纵向方向做直线运动。在一实施例中，该电机从动部件包括螺纹连接杆、移动导轨、该传感器安装座；该传感器安装座、该移动导轨、该螺纹连接杆以及该电机在该外壳中顺次连接；该传感器安装座的另一端与所述对应的一路脉象传感器连接；该移动导轨外表面对向设置两个沿该移动导轨纵向方向延伸的导槽，两个固定螺丝穿过该外壳伸入对应的所述导槽中；该电机工作吋，所述两个固定螺丝在所述导槽中沿所述导槽做直线滑动。在一实施例中，该脉象采集装置还包含支架，所述各路加压装置分別固定于该支架上，各路加压装置之间的间距以及位置可调。在一实施例中，该支架上还设置护腕，该护腕与该脉象传感器位于该支架的同侧， 且该护腕与该脉象传感器的感应端同向。在一实施例中，该模拟信号调理模块包含三路脉象信号调理电路；每一路脉象信号调理电路接收与之对应的一路脉象传感器输出的该模拟信号，初级差分放大该模拟信号，然后从初级差分放大的结果中提取直流成分，接着根据所述初级差分放大的结果以及该直流成分进行次级差分放大，最后对次级差分放大的结果和该直流成分分别进行电压调整，输出该模拟信号的调理信号和第一直流信号至该处理器。在一实施例中，该每一路脉象信号调理电路包含第一级放大器、1 1反向放大器、快速积分器、慢速积分器、第二级放大器、稳压基准模块以及加法器，其中该第一级放大器电性连接对应的该路脉象传感器、该反向放大器、该快速积分器、该慢速积分器以及该稳压基准模块；该第一级放大器接收该模拟信号以及该稳压基准模块输出的预设直流信号， 输出第一放大信号至该1 1反向放大器、该快速积分器以及该慢速积分器；该反向放大器与该第一级放大器以及该第二级放大器的正向输入端电性连接，接收该第一放大信号，输出第二放大信号至该第二级放大器的正向输入端；该快速积分器与该第一级放大器以及该第二级放大器的反向输入端电性连接，接收该第一放大信号，输出第二直流信号至该第二
5级放大器的反向输入端；该慢速积分器与该第一级放大器以及该加法器电性连接，接收该第一放大信号，输出第三直流信号至该加法器；该稳压基准模块与该第一级放大器、该第二级放大器以及该加法器电性连接，输出该预设直流信号至该第一级放大器、该第二级放大器以及该加法器；该第二级放大器接收该第二放大信号、该第二直流信号以及该预设直流信号，输出该调理信号至该处理器；该加法器接收该第三直流信号与该预设直流信号，输出该第一直流信号至该处理器。在一实施例中，该处理器包含AD转换模块、预处理模块和数据传输端ロ；该AD转换模块接收该模拟信号调理模块的输出信号并对该输出信号进行AD转换，该预处理模块对AD转换后获得的数字信号进行预处理，该数据传输端ロ传输所述预处理后的数据。在一实施例中，该脉象检测系统还包含加压装置驱动控制器；该加压装置驱动控制器分别与该脉象采集装置、该处理器电性连接；该处理器通过该加压装置驱动控制器分别控制所述三路加压装置的每一路。在一实施例中，该脉象检测系统还包含数据传输模块，该数据传输模块与该处理器双向通信连接。在一实施例中，该脉象检测系统还包含人机交互模块，该人机交互模块与该处理器双向通信连接。在一实施例中，该人机交互模块包括键盘输入単元、液晶显示模块、环境温度测量，处理器分別与键盘输入単元的输出接ロ、液晶显示模块的输入接ロ、环境温度測量模块的输出接ロ通信连接。在一实施例中，该脉象检测系统还包含电源供给模块，该电源供给模块分别与该脉象采集装置、该模拟信号调理模块以及该处理器电性连接。在一实施例中，该电源供给模块包括电源转换模块以及多路模拟开关，其中该电源转换模块包括LDO线形稳压源、DCDC转化器和稳压电源。在一实施例中，该脉象传感器为PVDF压阻式脉象传感器。本发明的有益效果在于本发明公开的脉象检测系统的脉象采集装置包含三路脉象传感器，可对应人体腕部的寸、关、尺三个部位。脉象采集装置包含三路加压装置，每一路加压装置对应一路脉象传感器，可単独控制每一路脉象传感器，从而得以对寸、关、尺三个部位的切脉压カ分別进行调整，有利于提高对脉象信息采集的准确性及使用的便利性。本发明中某些实施例中脉象信号调理电路包含三路脉象信号调理电路，可同时处理三路脉象模拟信号；每一路脉象信号调理电路更设置有快速积分器与慢速积分器，在确保调理信号准确的前提下更提高调理的速度，有助于脉象检测系统实现实时检測。此外，本发明中某些实施例中脉象传感器为PVDF材料制成的固态压阻式传感器， 由于PVDF固态压阻式传感器具有体积小巧、方便集成、灵敏度高等优点，其检测方法和特点与中医手指切脉的技术特点更为相近，其显示、记录的图谱更易为中医理解和接受，更提升了脉象检测系统的便捷性与可操作性。本发明实施例中脉象检测系统中包含数据传输模块，使数据传输方式拓宽至无线传输、有线传输或是通过存储介质拷贝传输。本发明实施例中脉象检测系统提供良好的人机交互界面，用户通过键盘输入単元可以选择系统的具体功能以及测量參数，通过液晶显示模块显示系统的相关状态和脉象信息。
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中；图1为本发明公开的脉象检测系统在ー实施例中的结构示意图；图2为本发明公开的脉象采集装置在一实施例中的结构示意图；图3为本发明公开的加压装置在一实施例中的剖面结构示意图；图4为本发明公开的模拟信号调理模块在ー实施例中的结构示意图；图5为本发明公开的脉象检测系统在ー实施例中检测与控制切脉压カ示意图；图6为本发明公开的处理器在一实施例中的结构示意图；图7为本发明公开的数据传输架构示意图；图8为处理器与人机交互模块在一实施例中的连接示意图；图9为电源供给模块在一实施例中的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的ー种脉象检测装置与该检测装置的使用方法进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了实现上述目的，本发明提供了 ー种脉象检测装置，包括脉象采集装置、模拟信号调理模块、处理器。在一些技术方案中，所述的脉象采集装置包括第一路脉象传感器、第二路脉象传感器、第三路脉象传感器、第一路加压机械装置、第二路加压机械装置、第三路加压机械装置。在ー些具体实施例中该脉象采集装置还包括支架。在一些技术方案中，所述的脉象传感器为PVDF压阻式脉象传感器。在一些技术方案中，所述的加压机械装置包括外壳、直流减速微电机和纵向连接部件；所述的脉象传感器的非感应端与所述的微直流减速电机的力矩输出轴通过所述的纵向连接部件相连。在某些实施例中，所述的微直流减速电机固定安装在所述的外壳的内底面上，所述的外壳外壁固定安装在所述的支架的内壁上。在一些技术方案中，所述的模拟信号调理模块包括第一路脉象信号调理电路、第 ニ路脉象信号调理电路和第三路脉象信号调理电路，分别调理第一路脉象传感器、第二路脉象传感器和第三路脉象传感器的输出信号。第一路脉象传感器、第二路脉象传感器和第三路脉象传感器的三个信号输出端分别连接三路脉象信号调理电路的三个输入端，三路脉象信号调理电路的六个输出端分别连接所述的处理器的模数转化模块的六个模拟信号输入端。所述的处理器的控制电路的电机控制端ロ连接所述的加压装置驱动控制器的控制信号输入端，所述的加压装置驱动控制器的驱动信号输出端连接所述直流减速微电机的电源输入端。在一些技术方案中，所述的数据传输模块可采用无线传输方式或有线传输方式或存储介质拷贝方式或者以上三种方式的任意組合。所述的处理器的数据输出端ロ连接所述的数据传输模块的数据输入端。
在一些技术方案中，所述的人机交互模块包括键盘输入单元、液晶显示模块和环境温度测量模块。所述的处理器的人机交互端口的输入端连接所述的键盘输入单元的输出端以及环境温度测量模块的输出端，所述的处理器的人机交互端口的输出端连接所述的液晶显示模块的输入端。在一些技术方案中，所述的电源供给模块包括电源供给模块和电源转换模块和电源管理模块。所述的电源供给模块的输出端分别连接所述的脉象采集装置的电源输入端、加压装置驱动控制器的电源输入端、模拟信号调理模块的电源输入端、处理器的电源输入端、数据传输模块的电源输入端和人机交互模块的电源输入端。三个PVDF压阻式脉象传感器分别对应着人体腕部的寸、关、尺三个部位，检测脉象时脉象传感器的输出信号输入到模拟信号调理模块进行信号调理，得到适合模数转换的脉象模拟信号，同时还从模拟信号中提取直流成分得到实时切脉压力信息。每一路的脉象信号送入到处理器的数模转换模块中，处理器控制着数模转换模块对脉象信号的采样，将模拟信号转化成数字信号，并对数字信号进行数字滤波和压缩等处理，再将结果通过数据传输模块存储在本地或实时的传送到服务器端存储起来，通过服务器端的数据融合处理将检测到的脉象信息显示在屏幕上。每一路实时切脉压力信息送入到处理器中，处理器根据切脉压力信息控制直流电机转动，直流电机的转动会通过电机轴和纵向连接部件带动脉象传感器上下移动，从而可以提供在检测脉象时所需的浮、中、沉等切脉压力，提供的压力大小通过处理器闭环控制。系统还提供良好的人机交互端口，用户通过键盘输入单元可以选择系统的具体功能以及测量参数，通过液晶显示系统显示系统的相关状态和脉象信息等。下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。图1为脉象检测系统在一实施例中的结构示意图，其所示是本发明的脉象检测系统的一种较佳实施方式。在该实施方式中，脉象检测系统包括脉象采集装置101、加压装置驱动控制器102、模拟信号调理模块103、处理器104、数据传输模块105、人机交互模块106以及电源供给模块107。脉象采集装置101分别与加压装置驱动控制器102和模拟信号调理模块103电连接；处理器104与加压装置驱动控制器102、模拟信号调理模块103电连接、与数据传输模块105和人机交互模块106双向通信连接；电源供给模块107分别与脉象采集装置101、加压装置驱动控制器102、模拟信号调理模块103、处理器104、数据传输模块105和人机交互模块106电连接。其中该数据传输模块105的作用在于提供更为便捷的传输方式以供使用者获取脉象检测结果，该人机交互模块106的作用在于提供更为友好的人机交互界面以便于使用者的操作。在某些实施例中，该脉象检测系统不包括数据传输模块105以及人机交互模块106。在某些实施例中，该处理器104直接驱动所述三路加压装置1012的动作，从而节省加压装置驱动控制器102的设置，进一步减小该脉象检测系统的体积。在图1所示实施例中，脉象采集装置101包含三路脉象传感器1011，即第一路脉象传感器、第二路脉象传感器、第三路脉象传感器。其中脉象传感器1011为PVDF压阻式脉象传感器。脉象采集装置101还包含三路加压装置1012，即第一路加压装置、第二路加压装置以及第三路加压装置。其中加压装置1012为机械加压装置。脉象传感器1011与加压装置1012—对一连接。模拟信号调理模块103包含三路脉象信号调理电路1031，即第一路脉象信号调理电路、第二路脉象信号调理电路以及第三路脉象信号调理电路，所述三路脉象信号调理电路与脉象采集装置101的三路脉象传感器1011 —对一电连接，接收脉象传感器输出的脉象模拟信号。该模拟信号调理模块103的每一路脉象信号调理电路1031输出一路交流信号与一路直流信号至处理器104。处理器104接收3路交流信号以及3路直流信号，输出控制信号至加压装置驱动控制器102，加压装置驱动控制器102输出三路加压装置驱动信号，分别控制脉象采集装置的三路加压装置的每一路。脉象采集装置101、模拟信号调理模块103、处理器104、数据传输模块105、人机交互模块106以及电源供给模块107的具体结构将在下文中具体描述。图2为脉象采集装置101在一实施例中的结构示意图，其所示为本发明的脉象采集装置101的一种较佳实施方式。脉象采集装置101的作用在于采集不同切脉压力下的人体脉象数据。如图2所示，脉象采集装置101包括三路脉象传感器1011、支架202、三路加压装置1012、螺丝204和护腕205组成。其中，支架202与螺丝204的作用在于固定加压装置，便于脉象测量；护腕205的作用在于便于脉象传感器采集脉象模拟信号。在其他实施例中，该脉象采集装置10可仅包括三路脉象传感器1011以及三路加压装置1012。图2所示实施例中，三路加压装置1012通过螺丝204固定在支架202上，三路加压装置1012的间距和位置可以手动调节，这样可以适应不同人群的不同类型的脉位。三路脉象传感器1011的非感应端分别固定在三路加压装置1012的一端，脉象传感器1011位于该支架的一侧，该加压装置1012的另一端位于该支架202的另一侧。护腕205固定在支架202上，与该脉象传感器1011同侧且与脉象传感器1011的感应端同向。这样脉象传感器1011的感应端将位于护腕205的内侧，在测量时，护腕205有助于三路传感器1011的感应端紧贴人体手腕的寸、关、尺部位，护腕205使脉象采集装置101便于固定在人体手腕部位。三路脉象传感器1011分别采集寸、关、尺三个部位的脉象数据，三路加压装置1012的每一路分别控制每一路脉象传感器1011采集脉象信息时所施加的切脉压力。图3为加压装置1012在一实施例中的剖面结构示意图，其所示为本发明的加压装置1012的一较佳实施例。加压装置1012主要由电机、电机从动部件以及外壳307组成，在外壳307内，电机从动部件与电机顺次连接。电机从动件的另一端与脉象传感器1011的非感应端连接。在该实施例中，该电机为减速直流电机301，电机从动部件包括传感器安装座306、弹簧305、移动导轨304、移动导轨固定螺丝309、螺纹连接杆303以及电机输出轴固定螺丝302。该加压装置1012还包括固定连接部件，该固定连接部件包括电机固定螺丝308。在其他实施例中，电机连接部件可不包括弹簧305以及传感器安装座306，脉象传感器1011可直接安装于移动导轨304之上。减速直流电机301通过电机输出轴固定螺丝302与螺纹连接杆303后段部分连接，螺纹连接杆303前段部分表面设有螺纹，移动导轨304内设中空腔，腔内后段部分设有与螺纹连接杆303所设螺纹相适配的螺纹(未示出)，螺纹连接杆303前段和移动导轨304通过螺纹连接，螺纹连接杆303的前段可伸入移动导轨304的中空腔内(未示出)。移动导轨304前端同弹簧305的一端连接，弹簧305另一端同传感器安装座306连接。以上设备连接完成后装入圆柱形装置外壳307中，并通过电机固定螺丝308将减速直流电机301固定在外壳307中。本发明并不为本实施例中公开的减速直流电机301与螺纹连接杆303、螺纹连接杆303与移动导轨304之间的连接方式所限，本领域普通技术人员可知除上述连接方式外，减速直流电机301与螺纹连接杆303、螺纹连接杆303与移动导轨304之间可采用其他连接方式连接，例如螺栓连接、卡扣连接等。
如图3所示，移动导轨304表面对向设置有两个沿着外壳纵向方延伸向的导槽，两枚移动导轨固定螺丝309通过外壳307分别伸入移动导轨304的上下两导槽中，可在移动导轨304沿外壳纵向方向移动时沿导槽直线滑动。移动导轨304并不因移动导轨固定螺丝309而与外壳307固定连接，移动导轨固定螺丝309的作用在于限制移动导轨304移动的方向。减速直流电机301加电后，电机的力矩输出轴转动，与减速直流电机301连接的螺纹连接杆303因此联动转动，与螺纹连接杆303通过螺纹连接的移动导轨304因移动导轨固定螺丝309的限制沿外壳307的纵向方向做直线运动，而移动导轨304又通过弹簧305、传感器安装座306带动脉象传感器1011运动，使得脉象传感器1011在外壳307的纵向方向做直线运动。利用该加压装置1012，通过控制减速直流电机的转动方向可控制脉象传感器1011向前或向后运动。在其他实施例中，所述导槽和移动导轨固定螺丝309的数量可多于2个。如图1所示，模拟信号调理模块103包括三路脉象信号调理电路1031，三路脉象信号调理电路1031分别与三路脉象传感器1011电连接，接收脉象传感器1011输出的三路模拟信号，三路脉象信号调理电路1031的六个输出端分别连接所述的处理器104。模拟信号调理模块103的作用是对脉象传感器输入的模拟信号进行调理，使其转换成适合于数模转换模块处理的脉象模拟信号，同时从原始信号中提取出代表切脉压力的直流信号。图4所示为本发明公开的模拟信号调理模块中一路脉象信号调理电路的一种较佳实施方式，每一路脉象信号调理电路(1031)接收与之对应的一路脉象传感器(1011)输出的该模拟信号，初级差分放大该模拟信号，然后从初级差分放大的结果中提取直流成分，接着根据所述初级差分放大的结果以及该直流成分进行次级差分放大，最后对次级差分放大的结果和该直流成分分别进行电压调整，输出该模拟信号的调理信号和第一直流信号至该处理器(104)。在前文中已近提出，在本实施例中，所采用的脉象传感器为PVDF压阻式脉象传感器，该传感器可由电压或电流驱动产生正比于输入压力的毫伏等级电压输出信号，但同时也会存在一个_25mV +25mV之间的一个零漂流电压。采集脉象信息时，由脉象传感器输出的模拟信号可以看成一个直流成分和一个弱小的时变信号的叠加，其中的弱小时变信号就是待测的脉象信息，因此必须对其进行放大处理，同时还要消除直流成分的影响，所以进行信号调理就成为必须要做的工作，同时，调理的好坏直接影响整体效果。从图4中可以看出模拟信号调理模块接收脉象采集装置101的脉象传感器1011输出的模拟差分信号后，首先通过第一级放大器401对模拟差分信号进行初级的放大，然后将初级放大后的信号分成三路分别进行处理，第一路通过一个1 1反向放大器402输入到第二级放大器405的正向输入端，第二路通过一个快速积分器403输入到第二级放大器405的反向输入端，通过快速积分器403积分得到的结果为初级放大信号中的直流成分，这样再通过第二级放大器405对通过反向放大器402和通过快速积分器403处理后的信号进行差分放大，从而实现了脉象的模拟差分信号的放大，同时去除其中直流成分的影响，得到了较好的脉象波形，使用快速积分器402的目的在于提高电路的响应速度，得到更加精确的脉象模拟信号。第三路通过一个慢速积分器404提取脉象信号的直流成分，在这里使用慢速积分器的目的在于准确的提取信号中的直流分量，减少测量误差。稳压基准模块407分别与第一级放大器401、第二级放大器405和加法器406相连。稳压基准模块407与第一级放大器401电连接的目的在于去除PVDF压阻式脉象传感器的零漂效应，使原始脉象信号经过差分放大后的结果在一个适合的范围内，以便以后的信号处理。稳压基准模块407与第二级放大器405电连接的目的是为去直流后的脉象的模拟差分信号叠加了一个已知的直流成分，以确保处理后的信号处于后端AD采集的电压范围内。稳压基准模块407与加法器406电连接的目的在于使从原始信号中提取的直流信号处于后端AD采集的电压范围内。图5为脉象检测系统在一实施例中检测脉象传感器1011的切脉压力与控制脉象传感器1011的切脉压力示意图，该图表示了切脉压力检测及控制脉象传感器101的一种实施方式。如图5所示，切脉压力的检测的步骤包括脉象传感器101采集脉象模拟信号；输出脉象模拟信号到模拟信号调理模块103 ；模拟信号调理模块103提取脉象模拟信号的直流信息，输出直流信号至处理器104 ；处理器104将该直流信号进行AD转换、数字滤波、数据压缩等数据处理，数据处理后得到的数字直流信号就是代表所要检测的切脉压力的切脉压力信号。切脉压力的控制是通过加压装置驱动控制器102、根据处理器104数据处理后输出的数字直流信号控制加压装置1012中的电机的转动方向，从而控制传感器的运动方向实现的。如上文所述，脉象传感器1011沿加压装置1012的外壳307的纵向方向进行直线运动。脉象传感器1011向远离加压装置1012方向运动则施加的切脉压力越大，如果脉象传感器1011沿外壳307向接近加压装置1012方向运动则施加的切脉压力越小。整个系统组成一个闭环控制，可以实现切脉压力的自动控制功能。处理器1044通过加压装置驱动控制器102可以对加压装置1012的直流减速电机的转动方向进行控制，间接控制了脉象传感器的运动方向，从而给脉象信息的测量提供了一个恒定的测量压力，这样通过改变恒定压力的数值，就可以实现脉象测量上的浮取、中取、沉取三种不同的采集方式。配合一定的软件算法，可以实现测量是达到一定的测量压力，并在测量的过程中维持恒定，使测量更为方便。由于脉象采集装置101由电机力矩输出轴带动脉象传感器1011运动控制切脉压力，对切脉压力的控制精确、便于使用者控制。图6为处理器在一实施例中的结构示意图。处理器104需要对经过模拟信号调理模块103调理后的信号进行一系列的数据处理，如图6所示，在本实施例中，处理器104主要包括AD转换模块601、预处理模块605和数据传输端口 604，其中预处理模块605包含数字滤波模块602、数据压缩模块603。在本发明一实施例中，处理器104通过一个微程序控制器(MCU，MicroprogrammedControl Unit)实现，微程序控制器是将CPU、RAM、ROM、定时器、多种I/O接口和AD转化模块集成在一块芯片上，形成芯片级的计算机。AD转换是通过MCU内部的AD转换模块601实现的。在某实施例中，微程序控制器内部有一个10位的逐次比较的AD转换模块。通过对脉象信息的分析知道，微程序控制器内部的AD转换模块可以满足系统数据采集的要求。数字滤波和数字压缩主要是通过数字滤波模块602、数据压缩模块603实现。数字滤波模块602对AD转换后的数据进行初步处理，用于消除明显误差的影响，其中，所要完成的初步处理包括平滑滤波(去异浮动平均窗)等。数据压缩主要目的是通过压缩数据的体积来减少后端数据传输时对带宽的占用量。在本实施例中选择了数据挤压算法来实现脉象数据的无损压缩。但是本领域的普通技术人员都应当理解采用其他的数据压缩算法也是可以应用到本发明中的。
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数据传输端口 604包括电机控制端口、数据输出端口以及人机交互端口，其中电机控制端口连接所述的加压装置驱动控制器102的控制信号输入端，所述的数据输出端口连接所述的数据传输模块105的数据输入端，人机交互端口的输入端连接人机交互模块106的键盘输入单元的输出端以及环境温度测量模块的输出端，所述的处理器的人机交互端口的输出端连接人机交互模块106的液晶显示模块的输入端。上文中，作为一种最佳的实施方式，对模拟信号的数据处理包括AD转化、数字滤波和数据压缩在内的多向数据处理，但是其他实施方式中，根据实际的需要，可以省去除AD转化外的其他一项或两项处理。如图1所述，数据传输模块105与处理器104双向通信连接，用于实现对数据的传输，在本实例中，数据传输模块105为无线传输模块，它通过无线网络对经过压缩后的数据进行数据传输。无线传输部分包括射频发射、接收、PLL合成、FSK调制解调、可编程控制等多种功能。图7是数据传输架构示意图，从图中我们可以看出，通过无线传输方式，本发明的脉象信息采集终端701可以把脉象数据通过脉象信息采集网关702上传至服务器703端，并将用户脉象信息和用户信息存入数据库704中，客户端705可以通过hternet网络连接数据库访问用户脉诊信息，这种实施方式实现了数据存储和共享，还可以在服务器端进行数据的深度挖掘等。在本实施例中，以无线传输方式作为最佳的实现方式，也可以采用传统的有线传输方式或是通过存储介质拷贝的方式，或是将上述多种方式任意组合起来使用。图8为处理器与人机交互模块在一实施例中的连接示意图。人机交互模块106的作用是方便使用者操作脉象采集终端。如图8所示，人机交互模块106包括键盘输入单元803、液晶显示模块804、环境温度测量模块805，处理器104通过人机交互端口 802分别与键盘输入单元803的输出接口、液晶显示模块804的输入接口、环境温度测量模块805的输出接口通信连接。键盘输入单元803帮助用户选择系统的具体功能和输入具体的参数，方便用户设定相关的设置。系统会通过液晶显示模块804的相关状态、脉象的实时数据和脉象波形。环境温度测量模块805可由相关传感器实现，能对系统所在的环境进行温度、湿度的采集，并通过人机交互模块106告知用户，使用户对环境有更好的了解。为了尽量降低系统的功耗，电源供给模块107实现了对整个系统各个模块的控制和管理。图9是电源供给模块107在一个实施例中的结构原理图，从图9中可以看出电源供给模块107对以下几个功能模块的电源进行控制和管理，它们分别是处理器104、键盘输入单元803、液晶显示模块804、加压装置驱动控制器102、数据传输模块105、运算放大器904、脉象传感器101。由于系统各功能模块需要的电源类型不同，所以系统对接入电源进行相应的转化处理，该电源供给模块107包括电源转换模块901以及多路模拟开关909。电源转换模块901包括LDO线形稳压源9011、D⑶C转化器9012和稳压电源9013。再通过一个多路模拟开关909与系统的各个功能模块电源输入端连接。其中LDO线形稳压源9011将系统接入的+5V电源稳压到+3. 3V，并为处理器104、液晶显示模块804、加压装置驱动控制器102和数据传输模块105提供电源；D⑶C转化器902将系统接入的+5V电源转换为士5V电源，为运算放大器904提供电源；稳压电源903将电源电压稳压到+3. 3V，为脉象传感器101提供电源。电源供给模块107中采用的多路模拟开关909可以控制系统各个模块的电源供给，当系统工作时，可根据需要通过多路模拟开关909开启或关闭相关模块的电源供给，以达到降低系统功耗的目的。本发明的有益效果在于本发明公开的脉象检测系统的脉象采集装置包含三路脉象传感器，可对应人体腕部的寸、关、尺三个部位。脉象采集装置包含三路加压装置，每一路加压装置对应一路脉象传感器，可单独控制每一路脉象传感器，从而得以对寸、关、尺三个部位的切脉压力分别进行调整，有利于提高对脉象信息采集的准确性及使用的便利性。本发明中某些实施例中包含三路脉象信号调理电路，可同时处理三路脉象模拟信号；每一路脉象信号调理电路更设置有快速积分器、慢速积分器在确保调理信号准确的前提下更提高调理的速度，有助于脉象检测系统实现实时检测。此外，本发明中某些实施例中采用PVDF材料制成的固态压阻式传感器，由于PVDF固态压阻式传感器具有体积小巧、方便集成、灵敏度高等优点，其检测方法和特点与中医手指切脉的技术特点更为相近，其显示，记录的图谱更易为中医理解和接受，更提升了脉象检测系统的便捷性与可操作性。本发明实施例中脉象检测系统中包含数据传输模块，使数据传输方式拓宽至无线传输、有线传输或是通过存储介质拷贝传输。本发明实施例中脉象检测系统提供良好的人机交互端口，用户通过键盘输入单元可以选择系统的具体功能以及测量参数，通过液晶显示模块显示系统的相关状态和脉象信肩、ο通过结合附图对本发明具体实施例的描述，本发明的其它方面及特征对本领域的技术人员而言是显而易见的。以上对本发明的具体实施例进行了描述和说明，这些实施例应被认为其只是示例性的，并不用于对本发明进行限制，本发明应根据所附的权利要求进行解释。
权利要求
1.ー种脉象检测系统，包含用于输出脉象模拟信号的脉象采集装置(101)、用于调理该脉象模拟信号的模拟信号调理模块(10 以及处理器(104)；该模拟信号调理模块(103) 分别与该脉象采集装置(101)及该处理器(104)电性连接；其特征在干，该脉象采集装置(101)包含三路脉象传感器(1011)以及三路加压装置(101 ；所述加压装置(101 与所述脉象传感器(1011) —一对应连接；该处理器(104)根据该模拟信号调理模块(10 的输出信号输出脉象检测信号以及用于控制所述三路加压装置(1012) 的控制信号。
2.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，所述加压装置(1012)的每一路包含在加压装置的外壳内顺次连接的电机从动部件以及电机，该电机从动部件的另一端与一所述脉象传感器(1011)的非感应端连接；该电机工作吋，该脉象传感器(1011)与该从动部件联动，沿该加压装置的外壳的纵向方向做直线运动。
3.根据权利要求2所述的脉象检测系统，其特征在干，该电机从动部件包括螺纹连接杆、移动导轨、该传感器安装座；该传感器安装座、该移动导轨、该螺纹连接杆以及该电机在该外壳中顺次连接；该传感器安装座的另一端与所述对应的一路脉象传感器(1011)连接； 该移动导轨外表面对向设置两个沿该移动导轨纵向方向延伸的导槽，两个固定螺丝穿过该外壳伸入对应的所述导槽中；该电机工作吋，所述两个固定螺丝在所述导槽沿所述导槽做直线滑动。
4.根据权利要求2所述的脉象检测系统，其特征在于，该脉象采集装置(101)还包含支架，所述各路加压装置(1012)分別固定于该支架上，各路加压装置(1012)之间的间距以及位置可调。
5.根据权利要求4所述的脉象检测系统，其特征在干，该支架上还设置护腕，该护腕与该脉象传感器位于该支架的同侧，且该护腕与该脉象传感器的感应端同向。
6.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该模拟信号调理模块(103)包含三路脉象信号调理电路(1031)；每一路脉象信号调理电路(1031)接收与之对应的一路脉象传感器(1011)输出的该模拟信号，初级差分放大该模拟信号，然后从初级差分放大的结果中提取直流成分，接着根据所述初级差分放大的结果以及该直流成分进行次级差分放大，最后对次级差分放大的结果和该直流成分分别进行电压调整，输出该模拟信号的调理信号和第一直流信号至该处理器(104)。
7.根据权利要求6所述的脉象检测系统，其特征在干，该每一路脉象信号调理电路 (1031)包含第一级放大器、1 1反向放大器、快速积分器、慢速积分器、第二级放大器、稳压基准模块以及加法器，其中该第一级放大器电性连接对应的该路脉象传感器(1011)、该反向放大器、该快速积分器、该慢速积分器以及该稳压基准模块；该第一级放大器接收该模拟信号以及该稳压基准模块输出的预设直流信号，输出第一放大信号至该1 1反向放大器、该快速积分器以及该慢速积分器；该反向放大器与该第一级放大器以及该第二级放大器的正向输入端电性连接，接收该第一放大信号，输出第二放大信号至该第二级放大器的正向输入端；该快速积分器与该第一级放大器以及该第二级放大器的反向输入端电性连接，接收该第一放大信号，输出第二直流信号至该第二级放大器的反向输入端；该慢速积分器与该第一级放大器以及该加法器电性连接，接收该第一放大信号，输出第三直流信号至该加法器；该稳压基准模块与该第一级放大器、该第二级放大器以及该加法器电性连接，输出该预设直流信号至该第一级放大器、该第二级放大器以及该加法器；该第二级放大器接收该第二放大信号、该第二直流信号以及该预设直流信号，输出该调理信号至该处理器(104)；该加法器接收该第三直流信号与该预设直流信号，输出该第一直流信号至该处理器 (104)。
8.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该处理器(104)包含AD转换模块、预处理模块和数据传输端ロ ；该AD转换模块接收该模拟信号调理模块(10 的输出信号并对该输出信号进行AD转换，该预处理模块对AD转换后获得的数字信号进行预处理，该数据传输端ロ传输所述预处理后的数据。
9.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该脉象检测系统还包含加压装置驱动控制器(10 ；该加压装置驱动控制器(10 分别与该脉象采集装置(101)、该处理器(104)电性连接；该处理器(104)通过该加压装置驱动控制器(10 分别控制所述三路加压装置(1012)的每一路。
10.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该脉象检测系统还包含数据传输模块(105)，该数据传输模块(10 与该处理器(104)双向通信连接。
11.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该脉象检测系统还包含人机交互模块(106)，该人机交互模块(106)与该处理器(104)双向通信连接。
12.根据权利要求11所述的脉象检测系统，其特征在于，该人机交互模块(106)包括键盘输入単元、液晶显示模块、环境温度測量，处理器(104)分別与键盘输入単元的输出接 ロ、液晶显示模块的输入接ロ、环境温度测量模块的输出接ロ通信连接。
13.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该脉象检测系统还包含电源供给模块(107)，该电源供给模块(107)分别与该脉象采集装置(101)、该模拟信号调理模块 (103)以及该处理器(104)电性连接。
14.根据权利要求13所述的脉象检测系统，其特征在干，该电源供给模块(107)包括电源转换模块以及多路模拟开关，其中该电源转换模块包括LDO线形稳压源、DCDC转化器和稳压电源。
15.根据权利要求1所述的脉象检测系统，其特征在干，该脉象传感器(1011)为PVDF 压阻式脉象传感器。
全文摘要
本发明公开了一种脉象检测系统，包含用于输出脉象模拟信号的脉象采集装置、用于调理该脉象模拟信号的模拟信号调理模块以及处理器；该模拟信号调理模块分别与该脉象采集装置及该处理器电性连接；该脉象采集装置包含三路脉象传感器以及三路加压装置；所述加压装置与所述脉象传感器一一对应连接；该处理器根据该模拟信号调理模块的输出信号输出脉象检测信号以及用于控制所述三路加压装置的控制信号。该脉象检测装置检测性能全面、结构简单、重复性好。
文档编号A61B5/02GK102551684SQ20101062037
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者崔莉, 张静静, 王睿, 陆世龙 申请人:中国科学院计算技术研究所