专利名称：交互式远程中医诊脉系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种交互式远程中医诊脉系统及其实现方法。
背景技术：
中国专利公开了《一种远程中西医医疗诊断监护系统》(申请号201020264243)， 它包括家庭端和医院端，家庭端包含一电脑主机、显示器，与电脑主机相连的心电检测仪、 血氧饱和度检测仪、血压检测仪、脉象检测仪，各个检测仪均与病人相连，用来采集病人的各种生理数据，并将其送入电脑主机，通过软件进行编程处理后，数据可以通过显示器显示出来，同时还可以将数据通过网络传送到医院端的电脑主机，医院端的电脑主机接收到数据后，将一些数据显示到显示器上，同时将脉象数据通过脉象模拟器还原，这样西医大夫可以通过显示器显示的数据对病人的病情进行诊断或监护，中医大夫可以通过触摸脉象模拟器实现对病人的脉象诊断，实现了中西医结合的诊断和监护。上述专利申请的缺点是它没有实现家庭端和医院端仪器的远程交互，即医生不能远程操纵病人身边的医疗器械，病人可能不能准确使用医疗器械，也不可能获得医生想要的更准确的病人生理指标的信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种交互式远程中医诊脉系统及其实现方法。本发明所解决其技术问题所采用的技术方案
技术方案一
一种交互式远程中医诊脉系统，其特征在于包括病人端和医生端，所述病人端通过 internet网与医生端相连接；
所述病人端由脉象信号采集仪和第一计算机组成；所述脉象信号采集仪与第一计算机相连接；
所述医生端由第二计算机和脉象模拟器组成；所述第二计算机的相应输出端与脉象模拟器的输入端相连接；
所述脉象信号采集仪包括模拟食指、模拟中指、模拟无名指、底座、脉象信号采集电路和云台接口电路；模拟食指、模拟中指和模拟无名指的结构相同，其中模拟食指由食指主体、食指云台和食指压力传感器组成；食指云台固定在底座上，食指主体的后端部通过螺钉固定在食指云台的摄像机支架上，食指压力传感器粘接在食指主体的前端部的下表面上； 模拟中指由中指主体、中指云台和中指压力传感器组成；模拟无名指由无名指主体、无名指云台和无名指压力传感器组成；所述中指云台位于食指云台和无名指云台之间；
所述脉象信号采集电路由食指脉象信号采集电路、中指脉象信号采集电路和无名指脉象信号采集电路组成，并且上述三路脉象信号采集电路的结构相同，其中食指脉象信号采集电路由食指压力传感器、第三放大器和第三A/D转换器组成；食指压力传感器的输出端经第三放大器接第三A/D转换器的输入端，所述第三A/D转换器的输出端与所述第一计算机的相应输入端相连接；
所述云台接口电路由食指云台接口模块、中指云台接口模块和无名指云台接口模块组成；上述三个云台接口模块的输入端分别接所述第一计算机的相应输出端，它们的输出端分别接各自云台的控制信号输入端；
所述无名指云台接口模块、中指云台接口模块和食指云台接口模块分别采用第一至第三RS485模块；
所述第一至第三放大器的结构相同，其中第一放大器由运算放大器U2-U3、电阻 R1-R5、电容Cl-ClO组成；所述运算放大器U2的反相输入端2脚接无名指压力传感器Ul的输出端I脚，其同相输入端3脚接无名指压力传感器Ul的输出端4脚，电阻Rl与电容Cl 并联后接在运算放大器U2的同相输入端3脚与地之间，电阻R2与电容C2并联后接在运算放大器U2的输出端6脚与反相输入端2脚之间；
所述运算放大器U3的反相输入端2脚经电阻R3接运算放大器U2的输出端6脚，其同相输入端3脚经电阻R4接地，电阻R5与电容CS并联后接在运算放大器U3的输出端6脚与反相输入端2脚之间。 技术方案二
交互式远程中医诊脉系统的实现方法，其特征在于
(1)首先在所述第一计算机中安装运动控制模块、第一中央控制模块、第一操作界面和第一网络传输模块；在第二计算机中安装第二中央控制模块、第二操作界面和第二网络传输模块；并且在第一计算机和第二计算机中分别安装第一网卡、第二网卡；
所述运动控制模块用于把接收到的医生端的云台控制命令转化成本地云台所需格式， 再通过RS485模块把控制命令传给云台；第一中央控制模块用于保存病人端信息和医生端信息、储存脉象信号、并管理和控制第一计算机内的其他模块；第一网络传输模块用于把脉象信号通过第一网卡发送给医生端，并接收医生端的云台控制命令；
所述第二中央控制模块用于管理和控制第二计算机内的其他模块、并保存所有病人端的注册信号，用于验证病人端身份；第二操作界面用于获取医生的控制命令，医生通过第二操作界面把控制命令传给第二中央控制模块；第二中央控制模块把云台控制命令通过第二网卡发送给病人端,并接收病人端传输过来的病人脉象信号；
(2)所述实现方法的具体步骤如下
Stepl-I :病人端向医生端发送诊脉申请；
St印1-2 :医生端对病人端进行身份验证，通过则转入步骤Stepl-3，未通过则结束本流程；
Stepl-3 :医生端发送云台控制命令远程控制病人端的模拟手指进行定位寸关尺并采集脉象信号，然后把采集的脉象信号传至医生端；
Stepl-4 :医生端通过脉象模拟器显示病人端采集的脉象信号；
Stepl-5 :医生认为采集的脉象信号的波形均匀连续、清晰可见时，则转入步骤 Stepl-6,否则转入步骤Stepl-3 ；
Stepl-6 :医生端存储脉象信息，则结束本流程；
所述医生端发送云台控制命令的具体步骤如下
医生端发送云台控制命令，控制模拟无名指、控制模拟中指、控制模拟食指的步骤相同，其中控制无名指进行采集脉象信号的步骤如下
St印2-1 :医生通过第二操作界面控制无名指云台；
St印2-2 :第二中央控制模块合成无名指云台控制命令；
St印2-3 :第二中央控制模块让第二网络传输模块发送无名指云台控制命令；
St印2-4 :第二网络传输模块发送无名指云台控制命令；
所述采集脉象信号的具体步骤如下
Step3-1 :第一网络传输模块接收无名指云台控制命令；
Step3-2 :第一网络传输模块让第一中央控制模块进行无名指云台控制；
Step3-3 :第一中央控制模块让运动控制模块进行无名指云台控制；
St印3-4 :运动控制模块将无名指云台控制命令传至第一 RS485模块；
Step3-5 :第一 RS485模块进行无名指云台控制；
St印3-6 :第一 RS485模块转换无名指云台控制命令；
St印3-7 :第一 RS485模块控制无名指云台。所述脉象模拟器显示病人端采集的脉象信号的步骤如下
a.病人端发送脉象信号的具体步骤如下
下面以模拟无名指为例，模拟中指和模拟食指与模拟无名指相同；
St印4-1 :无名指压力传感器采集脉象信号；
Step4-2 :第一放大器放大脉象信号；
Step4-3 :第一 A/D转换器把脉象信号从模拟信号转换成数字信号；
Step4-4 :第一 A/D转换器让第一中央控制模块发送脉象信号；
Step4-5 :第一中央控制模块让第一网络传输模块发送脉象信号；
Step4-6 :第一网络传输模块发送脉象信号；
b.医生端模拟脉象信号的具体步骤如下
StepS-I :第二网络传输模块接收脉象信号；
Step5-2 :第二网络传输模块让第二中央控制模块还原脉象信号；
St印5-3 :第二中央控制模块存储脉象信号；
St印5-4 :第二操作界面显示脉象信号；
Step5-5 :第二中央控制模块让脉象模拟器还原脉象信号；
St印5-6 :脉象模拟器模拟脉象信号。本发明的有益效果是医生可以通过医生端交互式远程控制病人端的模拟手指准确定位寸关尺，可以采集更准确的脉象信息，解决了病人不能准确地操作医疗器械所带来的误诊。
图I为本发明所述系统的硬件配置图。
图2为脉象信号采集仪的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为脉象信号采集电路和云台接口电路的原理框图。
图5为脉象信号采集电路中的放大器的电路原理图。
图6为病人端信号走向图。
图7为第一、第二操作界面的屏幕截图。图8为本发明所述方法的信号走向图。图9为本发明所述方法的流程图。图10为医生端发送云台命令的流程图。图11为病人端响应云台命令的流程图。图12为病人端发送脉象信号的流程图。图13为医生端模拟脉象信号的流程图。在图1-3中，I脉象信号采集仪、2第一计算机、3 internet网、4第二计算机、5 脉象模拟器、6食指压力传感器、7食指主体、8食指云台摄像机支架、9食指云台、10底座、11支腿、12螺钉、13中指云台、14中指摄像机支架、15中指主体、16无名指云台、17 无名指摄像机支架、18无名指主体。
具体实施例方式实施例I (本发明所述系统的实施例)
由图I-图7所示可知，本实施例包括病人端和医生端，所述病人端通过internet网3 与医生端相连接；
所述病人端由脉象信号采集仪I和第一计算机2组成；所述脉象信号采集仪I与第一计算机2相连接；
所述医生端由第二计算机4和脉象模拟器5组成；所述第二计算机4的相应输出端与脉象模拟器5的输入端相连接；
所述脉象信号采集仪I包括模拟食指、模拟中指、模拟无名指、底座10、脉象信号采集电路和云台接口电路；模拟食指、模拟中指和模拟无名指的结构相同，其中模拟食指由食指主体7、食指云台9和食指压力传感器6组成；食指云台9固定在底座10上，食指主体7的后端部通过螺钉12固定在食指z 台9的摄像机支架8上,食指压力传感器6粘接在食指王体7的前端部的下表面上；
丰旲拟中指由中指王体15、中指z 台13和中指压力传感器组成；|旲拟无名指由无名指王体18、无名指云台16和无名指压力传感器组成；所述中指云台13位于食指云台9和无名指云台16之间；
所述脉象信号采集电路由食指脉象信号采集电路、中指脉象信号采集电路和无名指脉象信号采集电路组成，并且上述三路脉象信号采集电路的结构相同，其中食指脉象信号采集电路由食指压力传感器6、第三放大器和第三A/D转换器组成；食指压力传感器6的输出端经第三放大器接第三A/D转换器的输入端，所述第三A/D转换器的输出端与所述第一计算机2的相应输入端相连接；
所述云台接口电路由食指云台接口模块、中指云台接口模块和无名指云台接口模块组成；上述三个云台接口模块的输入端分别接所述第一计算机2的相应输出端，它们的输出端分别接各自云台的控制信号输入端；
所述无名指云台接口模块、中指云台接口模块和食指云台接口模块分别采用第一至第三RS485模块；
所述第一至第三放大器的结构相同，其中第一放大器由运算放大器U2-U3、电阻
8R1-R5、电容Cl-ClO组成；所述运算放大器U2的反相输入端2脚接无名指压力传感器Ul的输出端I脚，其同相输入端3脚接无名指压力传感器Ul的输出端4脚，电阻Rl与电容Cl 并联后接在运算放大器U2的同相输入端3脚与地之间，电阻R2与电容C2并联后接在运算放大器U2的输出端6脚与反相输入端2脚之间；
所述运算放大器U3的反相输入端2脚经电阻R3接运算放大器U2的输出端6脚，其同相输入端3脚经电阻R4接地，电阻R5与电容CS并联后接在运算放大器U3的输出端6脚与反相输入端2脚之间。所述三个云台为超微型云台，其型号为NANO DRIVE 130 ;所述三个压力传感器为1451型压力传感器；所述三个A/D转换器的型号为TM7705 ;所述RS485模块的型号为 STM485S。在本实施例中，三个云台控制三个模拟手指的运动过程相同，下面以无名指为例进行说明
病人利用图7中的上、下、左、右操作按钮控制无名指云台的运动，模拟无名指在无名指云台的带动下可以做(左、右)水平运动；也可以做(上、下)垂直运动；在模拟无名指运动过程中，无名指压力传感器一直保持垂直状态；当无名指压力传感器接触到病人手臂后， 就可以采集病人的脉象信号，所采集的脉象信号经第一放大器放大后，然后经第一 A/D转换器传给第一计算机；第一 RS485模块用于将无名指云台控制命令从RS232格式转换成 RS485格式；无名指云台用于控制无名指主体定位；第一计算机把无名指云台控制命令通过第一 RS485模块转码后传给无名指云台，以控制无名指云台运动；直到第一操作界面中显示的脉象信号的波形均匀连续、清晰可见即可完成操作。实施例2 (本发明所述方法的实施例)
一种交互式远程中医诊脉系统的实现方法
(O首先在所述第一计算机2中安装运动控制模块、第一中央控制模块、第一操作界面和第一网络传输模块；在第二计算机4中安装第二中央控制模块、第二操作界面和第二网络传输模块；并且在第一计算机和第二计算机中分别安装第一网卡、第二网卡；
所述运动控制模块用于把接收到的医生端的云台控制命令转化成本地云台所需格式， 再通过RS485模块把控制命令传给云台；第一中央控制模块用于保存病人端信息和医生端信息、储存脉象信号、并管理和控制第一计算机2内的其他模块；第一网络传输模块用于把脉象信号通过第一网卡发送给医生端，并接收医生端的云台控制命令；
所述第二中央控制模块用于管理和控制第二计算机4内的其他模块、并保存所有病人端的注册信号，用于验证病人端身份；第二操作界面用于获取医生的控制命令，医生通过第二操作界面把控制命令传给第二中央控制模块；第二中央控制模块把云台控制命令通过第二网卡发送给病人端,并接收病人端传输过来的病人脉象信号；
(2)所述实现方法的具体步骤如下(见图9)
Stepl-I :病人端向医生端发送诊脉申请；
St印1-2 :医生端对病人端进行身份验证，通过则转入步骤Stepl-3，未通过则结束本流程；
Stepl-3:医生端发送云台控制命令远程控制病人端的模拟手指进行定位寸关尺并采集脉象信号，然后把采集的脉象信号传至医生端；Stepl-4 :医生端通过脉象模拟器5显示病人端采集的脉象信号；
Stepl-5 :医生认为采集的脉象信号的波形均匀连续、清晰可见时，则转入步骤 Stepl-6,否则转入步骤Stepl-3 ；
Stepl-6 :医生端存储脉象信息，则结束本流程；
所述医生端发送云台控制命令的具体步骤如下
医生端发送云台控制命令，控制模拟无名指、控制模拟中指、控制模拟食指的步骤相同，其中控制无名指进行采集脉象信号的步骤如下(见图10)
St印2-1 :医生通过第二操作界面控制无名指云台；
St印2-2 :第二中央控制模块合成无名指云台控制命令；
St印2-3 :第二中央控制模块让第二网络传输模块发送无名指云台控制命令；
St印2-4 :第二网络传输模块发送无名指云台控制命令；
所述采集脉象信号的具体步骤如下(见图11):
Step3-1 :第一网络传输模块接收无名指云台控制命令；
Step3-2 :第一网络传输模块让第一中央控制模块进行无名指云台控制；
Step3-3 :第一中央控制模块让运动控制模块进行无名指云台控制；
St印3-4 :运动控制模块将无名指云台控制命令传至第一 RS485模块；
Step3-5 :第一 RS485模块进行无名指云台控制；
St印3-6 :第一 RS485模块转换无名指云台控制命令；
St印3-7 :第一 RS485模块控制无名指云台。所述脉象模拟器5显示病人端采集的脉象信号的步骤如下
a.病人端发送脉象信号的具体步骤如下(见图12)
下面以模拟无名指为例，模拟中指和模拟食指与模拟无名指相同；
St印4-1 :无名指压力传感器采集脉象信号；
Step4-2 :第一放大器放大脉象信号；
Step4-3 :第一 A/D转换器把脉象信号从模拟信号转换成数字信号；
Step4-4 :第一 A/D转换器让第一中央控制模块发送脉象信号；
Step4-5 :第一中央控制模块让第一网络传输模块发送脉象信号；
Step4-6 :第一网络传输模块发送脉象信号；
b.医生端模拟脉象信号的具体步骤如下(见图13)
StepS-I :第二网络传输模块接收脉象信号；
Step5-2 :第二网络传输模块让第二中央控制模块还原脉象信号；
St印5-3 :第二中央控制模块存储脉象信号；
St印5-4 :第二操作界面显示脉象信号；
Step5-5 :第二中央控制模块让脉象模拟器还原脉象信号；
Step5-6 :脉象模拟器模拟脉象信号。
在本实施例中，所述云台控制命令格式是自定义的一种简易命令格式，包含云台地址、 动作名称，详见附表I。云台能识别的命令格式是指，不同的云台在出厂时物理上已经设置了波特率云台控制协议格式，包括pelco-d/p等,其他协议也可以在此增加。
附表I : 台控制命令
权利要求
1.一种交互式远程中医诊脉系统，其特征在于包括病人端和医生端，所述病人端通过 internet网(3)与医生端相连接；所述病人端由脉象信号采集仪(I)和第一计算机(2)组成；所述脉象信号采集仪(I)与第一计算机(2)相连接；所述医生端由第二计算机(4)和脉象模拟器(5)组成；所述第二计算机(4)的相应输出端与脉象模拟器(5)的输入端相连接；所述脉象信号采集仪(I)包括模拟食指、模拟中指、模拟无名指、底座(10)、脉象信号采集电路和云台接口电路；模拟食指、模拟中指和模拟无名指的结构相同，其中模拟食指由食指主体(7)、食指云台(9)和食指压力传感器(6)组成；食指云台(9)固定在底座(10)上， 食指主体(7)的后端部通过螺钉(12)固定在食指云台(9)的摄像机支架(8)上，食指压力传感器(6)粘接在食指主体(7)的前端部的下表面上；模拟中指由中指主体(15)、中指云台(13)和中指压力传感器组成；模拟无名指由无名指主体(18)、无名指云台(16)和无名指压力传感器组成；所述中指云台(13)位于食指云台(9)和无名指云台(16)之间；所述脉象信号采集电路由食指脉象信号采集电路、中指脉象信号采集电路和无名指脉象信号采集电路组成，并且上述三路脉象信号采集电路的结构相同，其中食指脉象信号采集电路由食指压力传感器(6)、第三放大器和第三A/D转换器组成；食指压力传感器(6)的输出端经第三放大器接第三A/D转换器的输入端，所述第三A/D转换器的输出端与所述第一计算机(2)的相应输入端相连接；所述云台接口电路由食指云台接口模块、中指云台接口模块和无名指云台接口模块组成；上述三个云台接口模块的输入端分别接所述第一计算机(2)的相应输出端，它们的输出端分别接各自云台的控制信号输入端；所述无名指云台接口模块、中指云台接口模块和食指云台接口模块分别采用第一至第三RS485模块；所述第一至第三放大器的结构相同，其中第一放大器由运算放大器U2-U3、电阻 R1-R5、电容Cl-ClO组成；所述运算放大器U2的反相输入端2脚接无名指压力传感器Ul的输出端I脚，其同相输入端3脚接无名指压力传感器Ul的输出端4脚，电阻Rl与电容Cl 并联后接在运算放大器U2的同相输入端3脚与地之间，电阻R2与电容C2并联后接在运算放大器U2的输出端6脚与反相输入端2脚之间；所述运算放大器U3的反相输入端2脚经电阻R3接运算放大器U2的输出端6脚，其同相输入端3脚经电阻R4接地，电阻R5与电容CS并联后接在运算放大器U3的输出端6脚与反相输入端2脚之间。
2.根据权利要求I所述交互式远程中医诊脉系统，其特征在于所述三个云台为超微型云台，其型号为NANO DRIVE 130 ;所述三个压力传感器为1451型压力传感器；所述三个A/ D转换器的型号为TM7705 ;所述RS485模块的型号为STM485S。
3.根据权利要求I所述交互式远程中医诊脉系统的实现方法，其特征在于(O首先在所述第一计算机(2)中安装运动控制模块、第一中央控制模块、第一操作界面和第一网络传输模块；在第二计算机(4)中安装第二中央控制模块、第二操作界面和第二网络传输模块；并且在第一计算机和第二计算机中分别安装第一网卡、第二网卡；所述运动控制模块用于把接收到的医生端的云台控制命令转化成本地云台所需格式， 再通过RS485模块把控制命令传给云台；第一中央控制模块用于保存病人端信息和医生端信息、储存脉象信号、并管理和控制第一计算机(2)内的其他模块；第一网络传输模块用于把脉象信号通过第一网卡发送给医生端，并接收医生端的云台控制命令；所述第二中央控制模块用于管理和控制第二计算机(4)内的其他模块、并保存所有病人端的注册信号，用于验证病人端身份；第二操作界面用于获取医生的控制命令，医生通过第二操作界面把控制命令传给第二中央控制模块；第二中央控制模块把云台控制命令通过第二网卡发送给病人端，并接收病人端传输过来的病人脉象信号；(2)所述实现方法的具体步骤如下Stepl-I :病人端向医生端发送诊脉申请；St印1-2 :医生端对病人端进行身份验证，通过则转入步骤Stepl-3，未通过则结束本流程；Stepl-3 :医生端发送云台控制命令远程控制病人端的模拟手指进行定位寸关尺并采集脉象信号，然后把采集的脉象信号传至医生端；Stepl-4 :医生端通过脉象模拟器(5)显示病人端采集的脉象信号；Stepl-5 :医生认为采集的脉象信号的波形均匀连续、清晰可见时，则转入步骤 Stepl-6,否则转入步骤Stepl-3 ；Stepl-6 :医生端存储脉象信息，则结束本流程。
4.根据权利要求3所述的交互式远程中医诊脉系统的实现方法，其特征在于所述医生端发送云台控制命令的具体步骤如下医生端发送云台控制命令，控制模拟无名指、控制模拟中指、控制模拟食指的步骤相同，其中控制无名指进行采集脉象信号的步骤如下St印2-1 :医生通过第二操作界面控制无名指云台；St印2-2 :第二中央控制模块合成无名指云台控制命令；St印2-3 :第二中央控制模块让第二网络传输模块发送无名指云台控制命令；St印2-4 :第二网络传输模块发送无名指云台控制命令；所述采集脉象信号的具体步骤如下Step3-1 :第一网络传输模块接收无名指云台控制命令；Step3-2 :第一网络传输模块让第一中央控制模块进行无名指云台控制；Step3-3 :第一中央控制模块让运动控制模块进行无名指云台控制；St印3-4 :运动控制模块将无名指云台控制命令传至第一 RS485模块；Step3-5 :第一 RS485模块进行无名指云台控制；St印3-6 :第一 RS485模块转换无名指云台控制命令；St印3-7 :第一 RS485模块控制无名指云台。
5.根据权利要求4所述的交互式远程中医诊脉系统的实现方法，其特征在于所述脉象模拟器(5)显示病人端采集的脉象信号的步骤如下a.病人端发送脉象信号的具体步骤如下下面以模拟无名指为例，模拟中指和模拟食指与模拟无名指相同；St印4-1 :无名指压力传感器采集脉象信号；Step4-2 :第一放大器放大脉象信号；Step4-3 :第一 A/D转换器把脉象信号从模拟信号转换成数字信号； Step4-4 :第一 A/D转换器让第一中央控制模块发送脉象信号； Step4-5 :第一中央控制模块让第一网络传输模块发送脉象信号； Step4-6 :第一网络传输模块发送脉象信号；b.医生端模拟脉象信号的具体步骤如下StepS-I :第二网络传输模块接收脉象信号；Step5-2 :第二网络传输模块让第二中央控制模块还原脉象信号； StepS-S :第二中央控制模块存储脉象信号；St印5-4 :第二操作界面显示脉象信号；Step5-5 :第二中央控制模块让脉象模拟器还原脉象信号；Step5-6 :脉象模拟器模拟脉象信号。
全文摘要
本发明涉及一种交互式远程中医诊脉系统及其实现方法，本发明的系统包括病人端和医生端，所述病人端通过internet网与医生端相连接；所述病人端由脉象信号采集仪和第一计算机组成；所述医生端由第二计算机和脉象模拟器组成；所述脉象信号采集仪包括模拟食指、模拟中指、模拟无名指、底座、脉象信号采集电路和云台接口电路；三个模拟手指的结构相同，其中模拟无名指由无名指主体、无名指云台和无名指压力传感器组成；所述中指云台位于食指云台和无名指云台之间。本发明的优点是医生可以通过医生端交互式远程控制病人端的模拟手指准确定位寸关尺，可以采集更准确的脉象信息。
文档编号A61B5/02GK102579019SQ20121006492
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者张朝晖, 杜亚玮, 董东, 赵书良, 魏春雨 申请人:河北师范大学