一种基于中医理论的人体多模态生理信息采集系统

1.本实用新型涉及人体生理信息采集系统技术领域，主要是指一种基于中医理论的人体多模态生理信息采集系统。


背景技术：

2.中医诊断已经传承数千年，在世界医学体系中占据着重要地位。“望、闻、问、切”是其代表性的诊断手段。但在中医体系中，对于脉象和舌象等信息通常只有定性描述而没有明确的定量标准；比如中医脉诊理论中对脉象中弦脉的描述是“端直而长，挺然指下，如按琴弦”，这类描述具有模糊性和不确定性等特点。中医看诊结果高度依赖于医生的理论认知、技法熟悉程度和看诊经验积累，即便是经验老道的医生们，对同一个病人的病症也可能做出不一样的表述和判别。这种缺少定量分析、描述模棱两可的看诊手段和强烈的主观性造成了中医诊断体系的模糊性和不规范性。
3.目前已有的中医信息采集系统大多只采集一种生理信息比如脉搏信息，单一生理信息不能很好地进行病情诊断。中医切诊不止要感受脉搏搏动信息，还要感受皮肤温度等信息，望诊要观察病人的面目唇舌状态等。因此结合传统中医理论和现代科学技术进行中医多模态信息采集对于中医诊断有着重要意义。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有中医诊断过程带有较大主观性和现有中医信息采集系统采集信号过于单一的问题，提供一种基于中医理论的人体多模态生理信息采集系统。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于中医理论的人体多模态生理信息采集系统，包括相连接的采集装置和计算机设备，采集装置包括主体座、脉搏信号采集单元、舌象信号采集模块、红外温度传感器、电机驱动模块以及微控制器；脉搏信号采集单元包括电机驱动模块、减速电机、丝杆、测头及脉搏信号采集模块；
6.其中，主体座包括底座、顶板、电机座和脉枕、测头，脉枕设置在底座上，测头与丝杆连接，电机座设置在顶板下方；减速电机设置在电机座内，减速电机用于带动丝杆转动；微控制器用于控制脉搏信号采集模块、舌象信号采集模块、红外温度传感器和电机驱动模块。
7.在优选的实施例中，脉搏信号采集单元设有三组，三组脉搏信号采集单元的工作状态单独地通过微控制器进行操控。
8.在优选的实施例中，所述测头包括寸、关、尺部测头，脉搏信号采集模块包括压阻脉搏传感器和脉搏信号处理单元；其中压阻脉搏传感器设有三个，分别设置在寸、关、尺部测头下方，脉枕位于三个压阻脉搏传感器和三个测头下方。
9.与现有技术相比，本实用新型取得的技术效果包括：
10.1、本系统采集人体多模态生理数据，给予医生或病人辅助诊断，判断更可靠。
11.2、脉搏信号采集模块设有寸、关、尺部三组，并分别采用三组减速电机精准控制压
力，各组的工作状态可单独地通过微控制器进行操控，因而能够更精准地获取脉搏信号。
12.3、舌象信号采集模块精准固定人脸下巴到摄像头的距离和高度，同时设置led灯组增强光源照明，能获取更理想的舌头照片。
13.4、采用红外传感器获得人体体温数据，操作简单方便。
14.5、系统的各个单元采用模块化设计，相互独立又紧密配合系统工作，便于系统的维护与升级。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例中采集系统的结构框图。
16.图2为本实用新型实施例中采集系统的机械结构示意图。
17.图3为本实用新型实施例中压阻脉搏传感器与测头、丝杆及电机的结构示意图。
18.图中：1—电源，2—采集装置，3—计算机设备，4—主体座，4-1—底座，4-2—顶板，4-3—电机座，4-4—脉枕，4-5—测头，4-6—走线孔，4-7—丝杆支撑座，5—减速电机，6—电机驱动模块，7—丝杆，8—丝杆螺母，9-1—压阻脉搏传感器，9-2—脉搏信号处理单元，10—微控制器，11-1—下巴支座，11-2—摄像头模组，11-3—led灯组，12—红外温度传感器。
具体实施方式
19.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
20.实施例
21.如图1至图3所示，本实施例中基于中医理论的人体多模态生理信息采集系统，包括分别与电源1连接的采集装置2、计算机设备3，其中采集装置与计算机设备通过usb电性连接。
22.采集装置2包括主体座4、减速电机5、丝杆7、脉搏信号采集模块9、舌象信号采集模块11、红外温度传感器12、电机驱动模块6以及微控制器10；其中主体座4包括底座4-1、顶板4-2、电机座4-3、脉枕4-4、测头4-5和丝杆支撑座4-7，脉枕4-4设置在底座4-1上，测头4-5通过丝杆螺母8与丝杆7连接，电机座4-3设置在顶板4-2下方；减速电机5设置在电机座4-3内，减速电机5用于带动丝杆7转动；而微控制器10设置在顶板4-2上，并用于控制脉搏信号采集模块9、舌象信号采集模块11、红外温度传感器12和电机驱动模块6。
23.脉搏信号采集模块9包括压阻脉搏传感器9-1和脉搏信号处理单元9-2。在本实施例中，所述压阻脉搏传感器优选为hk-2000g型压阻脉搏传感器，且设置有三个，相应地测头4-5也设有三个，分别为寸、关、尺部测头，三个压阻脉搏传感器分别设置在寸、关、尺部测头下方，而脉枕4-4位于三个压阻脉搏传感器和三个测头下方，测量时手腕放在脉枕4-4上，再通过三个脉搏传感器9-1完成脉搏信号的采集；压阻脉搏传感器的信号线从主体座4侧面上的走线孔4-6引出，并连接到脉搏信号处理单元9-2。脉搏信号处理单元9-2包括依次连接的一级信号放大电路、高低通滤波电路、二级信号放大电路、电压抬升电路。压阻脉搏传感器所采集的脉搏信号经过脉搏信号处理单元9-2后，输出到微控制器10的adc模块转换为数字信号。本实施例中，三组脉搏信号采集单元(每组脉搏信号采集单元主要包括电机驱动模块、减速电机、丝杆、测头、压阻脉搏传感器、脉搏信号处理单元)的工作状态可单独地通过
微控制器进行操控，因而能够更精准地获取脉搏信号。
24.舌象信号采集模块11包括下巴支座11-1、摄像头模组11-2和led灯组11-3；所述摄像头模组11-2优选为ov2640型摄像头，放置于微控制器10的侧边上；led灯组11-3放置于摄像头模组11-2正上方；下巴支座11-1放置于摄像头模组11-2正前方，下巴支座11-1底部设有固定长度的尺片，测量时尺片卡入底座4-1的凹槽，人脸下巴放置于下巴支座11-1上，以确保唇舌正对着摄像头并在摄像指定范围内。测量时led全部点亮以后再进行拍照。
25.红外温度传感器12优选为mlx90614型温度传感器，放置于微控制器10的侧边上，人体在测量时将额头凑近红外温度传感器5cm范围以内即可测得体温。
26.微控制器10优选为stm32f103微控制器，其供电电源采用5v usb供电。微控制器10与计算机设备3之间电性连接。当计算机设备3发送相关指令给到微控制器10，微控制器10就根据相关指令执行相关操作，对人体多模态生理数据进行采集，所采集的数据供医生或病人以诊断辅助。
27.根据本实施例所描述的技术方案制作的基于中医理论的人体多模态生理信息采集系统，通过减速电机带动丝杆转动，从而带动测头上下移动来模拟医生诊脉时对压力的控制，设置于测头下方的压阻脉搏传感器感收到脉搏跳动信息后，将脉搏跳动信息转化为电信号输入到脉搏信号处理单元；精准固定人脸下巴到摄像头的距离和高度，同时在充足光源照明情况下，获得理想的舌头照片；还使用了简单方便的红外温度传感器来获得人体体温数据。本实用新型收集多模态生理数据使得中医诊断有更加可靠的判断来源，也更顺应现代医学发展潮流。
28.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。