专利名称：基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种基于移动通信终端的数字化中医脉 象诊断系统，可用于对三部九候脉象检测以及脉象分析。
背景技术：
中医是研究人体生理、病理，以及疾病的诊断和防治等的一门学科。它承载着中国 古代人民同疾病作斗争的经验和理论知识，是在古代朴素的唯物论和自发的辩证法思想指 导下，通过长期医疗实践逐步形成并发展成的医学理论体系。在研究方法上，以整体观相似 观为主导思想，以脏腑经络的生理、病理为基础，以辩证论治为诊疗依据，具有朴素的系统 论、控制论，分形论和信息论内容。脉象是指脉搏的形象与动态。包括频率、节律、充盈度、通畅的情况、动势的和缓、 波动的幅度等。脉象的形成，与腑脏气血关系密切。如心主血脉，肺朝百脉，脾统血，肝藏 血，肾精化血等功能变化，均可导致脉象的改变，故不同的脉象可反映出脏腑气血的生理及
病理变化。目前已出现了众多的脉象采集装置，但这些装置或无法同时对寸、关、尺三部分进 行检测，或无法实现对切脉压力的自动调节，或采用光电传感器采集而失去了中医本身依 靠压力号脉所积累的理论依据，或本身不具备通信和分析功能，无法允许远程会诊。下面选 取几种现有技术中典型的脉象采集装置，对他们所存在的缺点进行具体说明。专利号为92113134. 8的中国发明专利“脉象仪”采用复合式传感器，但其整体结 构采用台架式结构，只能采用一个传感器进行单点检测，不符合要对三点同时进行检测的 中医理论，且无通信和分析功能。专利号为200610009639. 1的中国发明专利“自动调节切脉压力的脉象检测装置 及脉象特征提取方法”可以根据需要自动调节切脉压力，也可以对寸、关、尺三脉同时进行 检测，但其脉象检测部分采用光电传感器获取脉象信息，失去中医依靠压力号脉的理论基 石出。专利号为200710120659. 0的中国发明专利“一种脉象采集装置及其使用方法”采 用充气式护腕结构调节切脉压力，且传感器部分采用压力传感器采集脉象信息，但其本身 没有较成熟的对脉象分析和处理的能力，无法为诊断提供参考。专利号为200820139755. X的中国实用新型发明专利“中医脉象采集装置”可以通 过调节脉象采集装置各个方向上的旋帽来上下对准位置以及调整不同的压力，但是其无法 自动调节切脉压力，无通信分析装置。专利号为201020181069.6的中国实用新型专利“脉象采集装置”与专利号为 2010201812 . 4的中国使用新型专利“嵌入式脉象采集仪”采用三路HK2000G压阻式脉搏 传感器采集脉象，成本较高，而且其无法控制切脉压力，同时无法对脉象信息进行分析，仅 能在专业人员指导下使用，缺乏便携性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，提出一种基于移动通信终端的数字 化中医脉象诊断系统，以对切脉压力进行自动调节，并对脉象数据进行传输与分析，实现对 三路脉象检测。为实现上述目的本发明包括数据采集装置、微控制器、蓝牙适配器、移动通信 终端和医疗服务中心后台服务器，其中数据采集装置，包括三个PVDF压电薄膜传感器、三组脉象信号放大电路、数字信 号处理器、切脉压力检测电路、气泵、气囊以及形成闭环反馈的压力传感器，三个PVDF压电 薄膜传感器采集出来的三路脉象信号，经过脉象信号放大电路传输给数字信号处理器，数 字信号处理器对脉象信号进行初步分析后传输给微控制器，微控制器通过蓝牙方式将脉象 信号传输给移动通信终端，同时气泵根据压力传感器采集到的当前切脉压力控制气囊调节 切脉压力；移动通信终端，包括用户交互模块、蓝牙模块和Socket模块，该用户交互模块用 于验证登录信息，该Socket模块用于发送脉象数据到医疗服务中心后台服务器，该蓝牙模 块用于接收数据采集装置传输过来的脉象数据；医疗服务中心后台服务器，包括Web登录管理界面模块、历史记录分析模块和网 络通信模块，该Web登录管理界面模块，用于登录管理医疗服务中心后台服务器，该网络通 信模块用于接收移动通信终端传输的脉象数据，并将其脉象数据传输至历史记录分析模块 进行存储、和分析脉象数据，待医疗人员登录查看。所述的脉象信号放大电路包括初级放大电路、工频陷波电路、无源抗混叠滤波电 路，PVDF压电薄膜传感器经过初级放大电路对其输出信号进行一级放大，并将脉象信号传 输至50Hz工频陷波电路对其进行二级放大与滤波，输出脉象信号给无源抗混叠滤波电路 进行低通滤波，并输出脉象信号给数字信号处理器中AD采集端，对该脉象信号进行初步分 析，并通过USB接口传输至微控制器，微控制器通过蓝牙方式将脉象数据传输给移动通信 终端。所述的切脉压力检测电路包括仪表放大电路，该仪表放大电路对由压力传感器采 集的当前切脉压力信号进行放大，并将放大后的信号传输给数字信号处理器。本发明由于采用三个PVDF压电薄膜传感器同时采集三路脉象信号，使用气泵和 气囊对切脉压力进行自动调节，进行“三部九候”脉象采集，符合中医脉象理论；同时由于采 用移动通信终端作为通信节点接收和发送脉象数据，使得采集到的脉象数据可以随时随地 更新到医疗服务中心后台服务器，保证了治疗的实时性，降低了成本；此外由于采用的采集 装置可进行即插即用连接微控制器，使得维护脉象采集传感器更加方便，易于扩展其他生 理采集模块，并且可以同时对两个手腕进行脉象采集，结果更加可靠。
下面结合附图对本发明做进一步说明。图1是本发明的整体结构框图；图2是本发明中数据采集装置结构框图；图3是本发明中的脉象信号放大电路原理图4是本发明中的切脉压力检测电路原理图；图5是本发明中移动通信终端中的各模块结构框图；图6是本发明中医疗服务中心后台服务器中的各模块结构框图。
具体实施例方式参照图1，本发明主要由数据采集装置、移动通信终端和医疗服务中心后台服务器 组成。数据采集装置，对人体的寸部脉象数据、关部脉象数据和尺部脉象数据进行采集，并 将这些脉象数据发送给移动通信终端；移动通信终端对这些脉象数据进行显示后发送给医 疗服务中心后台服务器；医疗服务中心后台服务器对这些脉象数据进行存储、分析之后，将 医疗建议再发送给移动通信终端进行显示。参照图2，数据采集装置，是由集成在一起的三个PVDF压电薄膜传感器、三路脉象 信号放大电路、三个脉象信号A/D转换器、数字信号处理器110、切脉压力A/D转换器111、 切脉压力检测电路112、压力传感器113、驱动电路114和气泵115组成，其中数字信号处理 器接收三路脉象信号数据。其中寸脉压电薄膜传感器101连接到第一脉象信号放大电路104的输入端，经第一脉 象信号放大电路104对脉象信号进行放大；第一脉象信号放大电路104的输出端连接到第 一脉象信号A/D转换器107的模拟端口，通过第一脉象信号A/D转换器107将信号转换为 数字信号；第一脉象信号A/D转换器107的数字端口与数字信号处理器110相连，数字信号 处理器110通过该端口控制第一脉象信号A/D转换器107并将转换结果读入。关脉压电薄膜传感器102连接到第二脉象信号放大电路105的输入端，经第二脉 象信号放大电路105对脉象信号进行放大；第二脉象信号放大电路105的输出端连接到第 二脉象信号A/D转换器108的模拟端口，通过第二脉象信号A/D转换器108将信号转换为 数字信号；第二脉象信号A/D转换器108的数字端口和数字信号处理器110相连，数字信号 处理器110通过该端口控制第二脉象信号A/D转换器108并将转换结果读入。尺脉压电薄膜传感器103连接到第三脉象信号放大电路106的输入端，经由第三 脉象信号放大电路106对脉象信号进行放大；第三脉象信号放大电路106的输出端连接到 第三脉象信号A/D转换器109的模拟端口，通过第三脉象信号A/D转换器109将信号转换 为数字信号；第三脉象信号A/D转换器109的数字端口和数字信号处理器110相连，数字信 号处理器110通过该端口控制第三脉象信号A/D转换器109并将转换结果读入。电桥压力传感器113连接到切脉压力检测电路112的输入端，经由切脉压力检测 电路112对电压进行放大，切脉压力检测电路112的输出端连接到切脉压力A/D转换器111 的模拟端口，通过切脉压力A/D转换器111将信号转换成数字信号。切脉压力A/D转换器 111的数字端口和数字信号处理器110相连，数字信号处理器110通过该端口控制切脉压 力A/D转换器111并将转换结果读入。数字信号处理器110还通过驱动电路114与气泵 115连接，并可根据需要调节所连接气囊的体积以达到调整压电薄膜传感器对手腕压力的 目的。数字信号处理器110通过四个A/D转换器所读入的数据暂时存到数字信号处理器 110的内部存储器，数字信号处理器110同时还通过USB总线与微控制器相连，实现即插即 用，微控制器通过串行总线和蓝牙适配器连接到移动通信终端上，实现数据通讯，将数字信 号处理器110中暂时存放的脉象数据发送给移动通信终端。
所述的三路脉象信号放大电路原理图相同，每一路脉象信号放大电路如图3所 示参照图3，脉象信号放大电路，包括初级放大电路、工频陷波电路、无源抗混叠滤波 电路，初级放大电路由运算放大器U4A以及外围器件C9、R7和R6组成，工频陷波电路由运 算放大器 U1B、UlA 以及外围器件 R2、R3、R4、R5、R8、R9、RIO、R12、R13、R14、R16、R17、Cl、 C2、C4、C5、C8和ClO组成，无源抗混叠滤波电路由Rll、C6、C7、R15和Ll组成，初级放大电 路对PVDF压电薄膜传感器的输出信号进行一级放大，并将脉象信号传输至50Hz工频陷波 电路对其进行二级放大与滤波，工频陷波电路输出经放大与滤波调理后的脉象信号给无源 抗混叠滤波电路进行低通滤波，无源抗混叠滤波电路输出经低通滤波调理后的脉象信号给 数字信号处理器中AD采集端，数字信号处理器从AD采集端获得调理后脉象信号之后，对该 信号进行初步分析，即根据经调理后脉象信号的特点，分别按照“浮沉、迟数、虚实、滑涩和 结代”进行分类，并将分析结果通过USB接口传输至微控制器，微控制器通过蓝牙方式将分 析结果传输给移动通信终端。上述运算放大器U4A采用LTC1151，但不局限于此型号；运算放大器U1A、U1B采用 LM358，但不局限于此型号。参照图4，切脉压力检测电路，主要由仪表放大器U5和运算放大器U6以及外围器 件Rl、R2、R3和R4组成，切脉压力检测电路的输入端连接到压力传感器，仪表放大器U5对 由压力传感器采集的当前切脉压力信号进行放大，运算放大器U6给仪表放大器U5提供参 考电压，使得仪表放大器TO可以在单电源模式下工作，仪表放大器U5将放大后的信号通过 切脉压力检测电路的输出端传输给数字信号处理器。数字信号处理器通过驱动电路与气 泵连接，并可根据需要调节所连接气囊的体积以达到调整压电薄膜传感器对手腕压力的目 的。所述的仪表放大器U5采用AD620，但不局限于此型号，运算放大器U6采用AD705，但不 局限于此型号。参照图5，移动通信终端主要由用户交互模块、Socket模块、蓝牙模块组成。蓝牙 模块接收数据采集装置传输过来的脉象数据，并将脉象数据传输给用户交互模块以进行部 分显示；Socket模块将脉象数据发送给医疗服务中心后台服务器，同时接收医疗服务中心 后台服务器传输过来的医疗建议，并将医疗建议传输给用户交互模块进行显示。参照图6，医疗服务中心后台服务器主要由网络通信模块、历史记录分析模块、Web 登录管理界面模块组成。其中网络通信模块接收移动通信终端传输的脉象数据，并将其脉 象数据传输至历史记录分析模块进行存储和分析脉象数据；历史记录分析模块将医疗建议 通过网络通信模块发送给移动通信终端，同时将脉象数据发送给Web登录管理界面模块， 待医疗人员登录查看后，Web登录管理界面模块将诊断结果发送给历史记录分析模块进行 存储。
权利要求
1.一种基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统，包括数据采集装置、微控制器、 蓝牙适配器、移动通信终端和医疗服务中心后台服务器，其特征在于数据采集装置，包括三个PVDF压电薄膜传感器、三组脉象信号放大电路、数字信号处 理器、切脉压力检测电路、气泵、气囊以及形成闭环反馈的压力传感器，三个PVDF压电薄膜 传感器采集出来的三路脉象信号，经过脉象信号放大电路传输给数字信号处理器，数字信 号处理器对脉象信号进行初步分析后传输给微控制器，微控制器通过蓝牙方式将脉象信号 传输给移动通信终端，同时气泵根据压力传感器采集到的当前切脉压力控制气囊调节切脉 压力；移动通信终端，包括用户交互模块、蓝牙模块和Socket模块，该用户交互模块用于验 证登录信息，该Socket模块用于发送脉象数据到医疗服务中心后台服务器，该蓝牙模块用 于接收数据采集装置传输过来的脉象数据；医疗服务中心后台服务器，包括Web登录管理界面模块、历史记录分析模块和网络通 信模块，该Web登录管理界面模块，用于登录管理医疗服务中心后台服务器，该网络通信模 块用于接收移动通信终端传输的脉象数据，并将其脉象数据传输至历史记录分析模块进行 存储、和分析脉象数据，待医疗人员登录查看。
2.根据权利要求1所述的基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统，其特征在 于脉象信号放大电路包括初级放大电路、工频陷波电路、无源抗混叠滤波电路，PVDF压电 薄膜传感器经过初级放大电路对其输出信号进行一级放大，并将脉象信号传输至50Hz工 频陷波电路对其进行二级放大与滤波，输出脉象信号给无源抗混叠滤波电路进行低通滤 波，并输出脉象信号给数字信号处理器中AD采集端，对该脉象信号进行初步分析，并通过 USB接口传输至微控制器，微控制器通过蓝牙方式将脉象数据传输给移动通信终端。
3.根据权利要求1所述的基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统，其特征在 于切脉压力检测电路包括仪表放大器U5和运算放大器U6以及外围器件R1、R2、R3和R4， 该切脉压力检测电路对由压力传感器采集的当前切脉压力信号进行放大，并将放大后的信 号传输给数字信号处理器。
4.根据权利要求1所述的基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统，其特征在 于移动通信终端，采用智能手机操作系统。
5.根据权利要求1所述的基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统，其特征在 于医疗服务中心后台服务器，采用Linux或Windows作为底层操作系统。
全文摘要
本发明公开了一种基于移动通信终端的数字化中医脉象诊断系统，它属于医疗器械技术领域。其包括数据采集装置、微控制器、蓝牙适配器、移动通信终端和医疗服务中心后台服务器，该数据采集装置同时采集双手腕的“三部九候”脉象数据，并将这些脉象数据传输给微控制器，微控制器将脉象数据经由蓝牙方式传输给移动通信终端，移动通信终端对这些脉象数据进行显示并通过网络方式传输给医疗服务中心后台服务器，医疗服务中心后台服务器对脉象数据进行存储和分析，待医护人员查看。本发明有效的利用移动通信终端的通信能力，且具有体积小、重量轻，便于携带、性价比高的优点，可用于远程中医脉诊。
文档编号A61B5/02GK102125425SQ20111010307
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者丁辉, 吴杨, 宁奔, 石轶夫, 艾恒, 裴庆祺, 陈斯祎 申请人:西安电子科技大学