一种脉象采集装置以及脉象采集方法与流程

1.本技术涉及医疗设备技术领域，尤其涉及的是一种脉象采集装置以及脉象采集方法。


背景技术：

2.阵列传感器常用于获取腕部一定面积内的脉象信号，并利用阵列传感器中的脉象传感器产生的多路信号进行脉象数据的分析。脉象信号采集时，切脉压力，即外部对传感器施加的压力是一个很重要的技术指标，切脉压力可影响获取到的脉象信号的幅值和形态。由于在后续的信号处理和应用中，主要依赖与对信号幅值、形态的分析，所以要求阵列传感器在进行信号采集时具有相同的切脉压力，或者局部一致的切脉压力，以减少影响信号幅值和形态差异性的非生理因素的干扰。
3.目前已经有对阵列传感器获取脉象信号进行探索和进行相关架构设计，但这些设计存在明显不足。大部分脉象采集装置中缺少阵列传感器的自适应加压结构，这样无法保证各个脉象传感器之间的受力一致性。当用整个较大面积的阵列传感器对腕部感兴趣区域(region of interest，roi)进行采集时，会导致脉象传感器之间与皮肤贴合度不同，导致各脉象传感器接触压力的不一致性，从而产生由切脉压力差异引起的信号幅值和形态差异等干扰信号。造成的后果是，无法保证采集到的脉象信号幅值和形态差异是由生理信息本身引起，还是由于切脉压力不一致而引起的。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种脉象采集装置以及脉象采集方法，解决现有技术中的脉象传感器之间与皮肤贴合度不同，导致各脉象传感器接触压力不一致，无法以一致的切脉压力进行脉象信号获取的问题。
6.本技术的技术方案如下：
7.一方面，本技术提供一种脉象采集装置，包括：传感器阵列，传感器阵列具有多个并排设置的脉象传感器；
8.多个施力部，多个施力部分别与多个脉象传感器相对应连接，且每个施力部对与其相连的脉象传感器施加的脉切压力相同；
9.限位部，限位部套设在所有施力部的外部。
10.可选地，施力部通过调节组件连接脉象传感器，
11.脉象传感器通过调节组件的调节而活动预定角度。
12.可选地，调节组件包括：
13.球形头，球形头通过连接杆固定连接在施力部上；
14.套接部，套接部固定连接在脉象传感器上，套接部上设置有球形槽；
15.球形头卡嵌在球形槽内，且球形槽的开口大于连接杆的直径。
16.可选地，施力部包括配重块，配重块连接脉象传感器，配重块位于限位部内并通过自身重力作用而下移。
17.可选地，配重块的上端设置有挡块；挡块用于抵靠限位部，以使配重块限位于限位部内。
18.可选地，脉象采集装置还包括：供压部件，供压部件通过输送供压介质而产生压力；
19.施力部包括：
20.供压管，供压管连接供压部件，并输送供压介质；
21.推压组件，推压组件连通供压管，并接收供压介质；
22.推压组件连接脉象传感器，并通过供压介质的驱动而推动脉象传感器。
23.可选地，供压部件包括：
24.气泵，气泵用于供气；
25.以及
26.连通气泵的气室，多个施力部的供压管均连通在气室上；
27.推压组件包括：
28.气缸，气缸内设置有活塞腔，活塞腔连通供压管；
29.以及
30.活塞杆，活塞杆移动设置在活塞腔内，且活塞杆的下端连接脉象传感器。
31.可选地，气室上设置有气压传感器，气压传感器用于检测气室内的气压。
32.可选地，限位部为方形，多个施力部呈矩形阵列分布在限位部内；
33.或者
34.脉象传感器具有多个传感单元，多个传感单元沿预设形状排列分布。
35.另一方面，本技术还提供一种脉象采集方法，其中，应用于如上所述的脉象采集装置，包括步骤：
36.将传感器阵列的脉象传感器接触待测部位；
37.将限位部进行固定，使施力部对脉象传感器施加脉切压力，其中每个施力部对与其相连的脉象传感器施加的脉切压力均相同；
38.获取脉象传感器所采集的数据。
39.有益效果：本技术提出的一种脉象采集装置以及脉象采集方法，其中脉象采集装置通过将多个施力部与传感器阵列中的多个脉象传感器一一对应设置，且通过限位部将施力部在水平方向的位置进行限定，而使脉象传感器在施力部的作用下可以在限位部的上下方向上进行移动，施力部在限位部内进行限位，使脉象传感器在空间布局紧凑，从而在roi内采集更多点位的脉象信号。由于每个施力部对与其相连的脉象传感器施加的脉切压力相同，因此通过施力部将脉象传感器均匀压在待测部位(腕部)，从而减少切脉压力不一致引起的信号差异。从而减少了信号差异对信号幅值和形态差异性的影响。
附图说明
40.图1为本技术实施例一的脉象采集装置的结构示意图；
41.图2为本技术实施例一的脉象采集装置的施力部与脉象传感器连接的结构示意
图；
42.图3为本技术实施例一的脉象采集装置的脉象传感器上的传感单元的排列示意图；
43.图4为本技术实施例二的脉象采集装置的结构示意图；
44.图5为本技术实施例二的脉象采集装置的施力部与脉象传感器连接的结构示意图；
45.图6为本技术实施例二的脉象采集装置的供压部件的结构示意图；
46.图7为本技术实施例三的脉象采集方法的流程示意图。
47.图中各标号：100、传感器阵列；110、脉象传感器；111、传感单元；200、施力部；210、配重块；211、挡块；220、供压部件；221、气泵；222、气室；223、气压传感器；230、供压管；240、推压组件；241、气缸；242、活塞杆；300、限位部；400、调节组件；410、球形头；411、连接杆；420、套接部；421、固定杆。
具体实施方式
48.本技术提供了一种脉象采集装置以及脉象采集方法，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
49.脉象采集装置通过传感器阵列对腕部进行信号采集，而传感器阵列的下端具有多个传感单元，而腕部的皮肤表面是非平坦的柔性采集区，目前较为成熟的传感器阵列需要附着在刚性结构上，形成脉象采集装置以对检测目标(腕部)进行测量，进行脉象信号的直接获取。由于刚性结构的固定，导致整个较大面积的多个传感单元形成一个很大的刚性感应平面，而这样对腕部感兴趣区域(region of interest，roi)进行采集时，会导致传感单元之间与腕部皮肤贴合度不同，从而导致各个脉象传感器与皮肤的接触压力不一致，由于切脉压力差异对所测量的信号幅值和形态差异产生影响。而且，利用传感器阵列的目的是尽可能获取腕部roi的全部信号，减少对寸、关、尺采集位置的人工判别。而现有些脉象采集装置采用的阵列传感器数量较少，且结构不紧凑，只能在roi内的部分区域分多次获取多路脉象信号。另外，大部分结构缺少阵列传感器的自适应加压结构。例如绑带等结构无法保证各个阵列之间的受力一致性，也无法对切脉压力进行调节。因此，现有的脉象采集装置无法保证采集到的脉象信号幅值和形态差异是由生理信息本身引起，还是由于切脉压力不一致而引起的，从而可能导致了脉象采集过程中信号的采集不能准确反应人体当前实际的脉象。
50.如图1、图4所示，为解决上述问题，本实施例提出一种脉象采集装置，包括：传感器阵列100，多个施力部200，以及限位部300。传感器阵列100具有多个并排设置的脉象传感器110；传感器阵列100由多个小的脉象传感器110组成，通过多个小的脉象传感器110一起对腕部较大的感兴趣区域(region of interest，roi)进行采集时，多个小的脉象传感器110独立进行信号采集，每个脉象传感器110的下端设置多个传感单元111，这样一个脉象传感器110形成一个面积较小的独立阵列，且每个脉象传感器110可以根据腕部的检测区域的轮廓进行适配，使每个脉象传感器110均能贴在皮肤表面，这样就增加局部切脉压力的一致性，减少信号采集过程中的干扰变量。多个施力部200分别与多个脉象传感器110相对应连
接，且每个施力部200对与其相连的脉象传感器110施加的脉切压力相同，通过不同的施力部200对不同的脉象传感器110进行施力，且施力相同，那么不同的脉象传感器110接触到腕部的不同区域，且接触力相同。限位部300套设在所有施力部200的外部；限位部300内设置有限位空腔(图示中未标注)，限位空腔可以是多个分隔的小空间，也可以是整个大空间。所有的施力部200均位于限位空腔内，从而使各脉象传感器110限位在限位空腔所覆盖的区域内，使脉象传感器110在空间布局紧凑。
51.上述方案中的脉象采集装置通过将多个施力部200与传感器阵列100中的多个脉象传感器110一一对应设置，且通过限位部300将施力部200在水平方向的位置进行限定，而使脉象传感器110在施力部200的作用下可以在限位部300的上下方向上进行移动，施力部200在限位部300内进行限位，使脉象传感器110在空间布局紧凑，从而在roi内采集更多点位的脉象信号。由于每个施力部200对与其相连的脉象传感器110施加的脉切压力相同，因此通过施力部200将脉象传感器110均匀压在待测部位(腕部)，减少切脉压力不一致引起的信号差异。从而减少了信号幅值和形态由切脉压力不一致引起的差异性，避免后续分析的非生理因素影响(切脉压力不一致会导致幅值和形态的差异，当和生理因素引起的差异性叠加在一起时，很难说明差异性是由生理因素引起还是切脉压力不一致引起)。
52.如图1、图4所示，本实施例中的施力部200通过调节组件400连接脉象传感器110，脉象传感器110通过调节组件400的调节而活动预定角度。通过调节组件400对脉象传感器110进行调节，使较小的脉象传感器110可进行空间结构的微小旋转(主要为高度方向)。例如：该脉象传感器110所测量的皮肤区域为圆弧状，那么通过调节组件400将脉象传感器110进行调节，脉象传感器110相对于竖直方向倾斜一定角度，该角度与圆弧状皮肤区域相匹配；当多个脉象传感器110均这样适配时，从而实现传感器阵列100的下表面与整个待测皮肤区域进行匹配。因此，由于皮肤局部仍可能存在的形态差异，通过调节组件400而实现微小旋转可提供更好的贴合度，同时保证不会引起太大的空间位移。
53.如图1、图2、图5所示，本实施例中的调节组件400具体包括：球形头410，套接部420。球形头410通过连接杆411固定连接在施力部200的下部，套接部420固定连接在脉象传感器110的上部，套接部420上设置有球形槽(图中未标注)，球形槽与球形头410相匹配设置，球形头410卡嵌在球形槽内，且球形槽的开口大于连接杆411的直径，连接杆411凸出于球形槽的开口。球形头410卡嵌在球形槽内活动，两者之间具有一定的摩擦力，当套接部420活动到预设位置后，不对套接部420施力，由于球形头410和球形槽的摩擦力的作用，可以使套接部420保持的调节位置。通过对套接部420的转动，使套接部420可以绕连接杆411的轴心进行旋转，或进行上下摆动而与连接轴的轴心呈一定角度。采用球形的结构进行匹配调节，其调节灵活性高，在可调角度范围以内，可以与各种皮肤轮廓进行适应性匹配，适用性更强。具体结构中，套接部420也可以设置为球形，球形的套接部420的下部通过固定杆421固定连接脉象传感器110。这样连接结构更牢固，外观性能好。
54.另外需要说明的是，球形头410和套接部420可以调换位置，对其调节也不影响，同样可以实现调节功能。
55.对于施力部200，本方案可以通过多种结构来实现。不同的结构形成不同的实施例，具体如下：
56.实施例一
57.如图1、图2所示，本实施例中的施力部200包括配重块210，配重块210可以采用圆柱形，另外也可以采用方柱形等；例如采用圆柱形，可以在限位部300内实现多个圆柱形的施力部200进行相切接触，接触面比较小，可以减少各种之间的摩擦，从而能使配重块210在限位部300内顺利下滑。配重块210的下部可以固定连接脉象传感器110，或者通过调节组件400连接脉象传感器110，配重块210位于限位部300内并通过自身重力作用而下移。当配重块210设置在限位部300内后，配重块210在重力作用下自然下移，从而将脉象传感器110压在腕部皮肤上。
58.本实施例的具体结构中，基于配重块210的紧凑型的脉象采集装置如图1所示：脉象采集装置中多个脉象传感器110通过限位部300集成在一起，配重块210沿竖直方向设置并通过调节组件400与脉象传感器110连接在一起。配重块210可以靠自重在限位部300中自动下沉，并为脉象传感器110提供与自重相等的接触压力，无需额外提供压力和控制。由于各个配重块210的自重相等，且脉象传感器110的底面积(传感器的感应面积)足够小，可视为对皮肤不同区域施加了相同的接触压力。
59.本实施例中的配重块210的上端设置有挡块211。挡块211可以是圆形，位于限位部300的限位空腔边缘处的挡块211在下沉时，可以通过挡块211抵靠限位部300，以使配重块210限位于限位部300内。在将多个脉象传感器110圈于限位空腔内时，圆形的挡块211能相切抵靠，这样也利于配重块210的下移。
60.通过挡块211可防止配重模块从限位部300中滑落。由配重块210、调节组件400、挡块211、脉象传感器110组成的利用自重加压的阵列传感器结构如图2所示。显然，本实施例的脉象采集装置通过限位部300，集成了多个独立且互不影响的脉象传感器110。在进行测量时，各个配重块210垂直与腕部接触，在限位部300的限制下进行自适应的下沉，为脉象传感器110提供一致性的切脉压力。
61.实施例二
62.如图4、图5、图6所示，本实施例中的脉象采集装置还包括供压部件220，供压部件220通过输送供压介质而产生压力；另外供压部件220还可以抽出供压介质，供压介质可以是油、水等液体，还可以是空气、惰性气体等气体。供压部件220可以通过通电进行启闭或输送或抽出供压介质。
63.在设置了供压部件220的基础上，本实施例中的施力部200具体包括：供压管230，以及推压组件240。供压管230连接供压部件220，并输送供压介质；推压组件240连通供压管230，并接收供压介质；推压组件240直接连接脉象传感器110，或者通过调节组件400连接脉象传感器110，当要对脉象传感器110施加脉切压力时，推压组件240通过供压介质的驱动而推动脉象传感器110。供压管230通过接通供压部件220，供压部件220可为推压组件240输送供压介质和抽出供压介质。在输送管道中内置一个气压传感器223，可对当前的推压组件240的压力进行监测。多个与脉象传感器110对应连接的推压组件240可以分别通过一供压管230与供压部件220进行连通，构成一个密闭的整体结构。在对压力传感器进行切脉压力的调整时，可通过压力传感器读取当前压力值，进而对供压部件220进行控制充入和抽出操作，驱动推压组件240活动，达到所期望的切脉压力。由于各个推压组件240均整体连通到供压部件220上，利用压力处处相等的原理，各个脉象传感器110可达到相同的切脉压力。
64.本实施例中具体以空气作为供压介质进行结构说明。供压部件220具体包括：气泵
221，以及连通气泵221的气室222。气泵221用于供气，多个施力部200的供压管230均连通在气室222上，由于各个施力部200均连接在一个气室222上，利用气压处处相等的原理，各个推压组件240的推力相同，那么推动脉象传感器110可达到相同的切脉压力。推压组件240具体包括：气缸241，以及活塞杆242。本实施例中的气缸241是固定在限位部300内的，不会垂直移动。气缸241内设置有活塞腔，活塞腔连通供压管230；活塞杆242移动设置在活塞腔内，且活塞杆242的下端连接脉象传感器110。通过对气泵221进行控制，以通过供压管230对活塞腔进行充气和放气操作，从而推动活塞杆242在活塞腔内进行活动，脉象传感器110在活塞杆242的推动下达到所期望的切脉压力。
65.本实施例中的气室222将气泵221所输送的空气进行存储和缓冲，使空气在气室222内的压力趋于稳定，再通过一个气室222统一对多个供压管230进行供压，以达到各个活塞杆242的推力相等，各个脉象传感器110可达到相同的切脉压力。本实施例中的气室222上设置气压传感器223，气压传感器223用于检测气室222内的气压。在对压力传感器进行切脉压力的调整时，可通过压力传感器读取当前压力值，根据当前所检测的压力值大小进而对气泵221进行控制充气和放气操作，推动活塞杆242活动。
66.如图1、图4所示，在实施例一和实施例二的基础上。本技术中的限位部300为方形，限位部300中间的限位空腔也为方形，多个施力部200呈矩形阵列分布在限位部300内。这样可以达到使脉象传感器110在空间布局紧凑，从而在roi内采集更多点位的脉象信号。
67.如图3所示，本技术中的脉象传感器110具有多个传感单元111，多个传感单元111沿预设形状排列分布。多个传感单元111的分布如图3中a图、b图、c图、d图所示，除上述分布的形式外，还可以采用另外的其他形式的矩形阵列的方式。多个传感单元111可以形成一个独立的脉象传感器110，本传感器阵列100包含多个独立的阵列传感器。这样可以将一整个形成大平面的传感单元111阵列可以分在不同的独立阵列传感器，从而每个脉象传感器110可以根据腕部的检测区域的轮廓进行适配，使每个脉象传感器110均能贴在皮肤表面，这样就增加局部切脉压力的一致性，减少信号采集过程中的干扰变量。
68.实施例三
69.如图7所示，基于相同的构思，本技术还提供一种脉象采集方法，其中，应用于如上所述的脉象采集装置，包括步骤：
70.步骤s100、将传感器阵列100的脉象传感器110接触待测部位。在脉象采集装置在使用时，先将传感器阵列100中的各脉象传感器110接触到腕部的皮肤表面，其中，大部分脉象传感器110能在竖直方向上与皮肤进行相贴，另外通过调节球形套接部420而微调个别脉象传感器110的位置，使其能贴附在皮肤的非水平位置，从而能将整个传感器阵列100与腕部相贴。
71.步骤s200、将限位部300进行固定，使施力部200对脉象传感器110施加脉切压力，其中每个施力部200对与其相连的脉象传感器110施加的脉切压力均相同。
72.具体过程中，如果施力部200采用的是配置块的结构，那么可以先移动限位部300，这样也使脉象传感器110在重力的作用下对腕部的皮肤施加脉切压力。使限位部300位于配置块的中间位置进行固定，这样脉切压力就全由配重块210施加，每个配重块210重力一样，那么每个脉象传感器110的脉切压力也一样，实现了在检测时各脉象传感器110具有稳定且相同的脉切压力。
73.如果施力部200采用供压介质的结构进行施加脉切压力。则先将限位部300进行固定以保证气缸241固定不动，再启动气泵221，根据当前压力传感器所检测的压力值大小对气泵221进行控制充气和放气操作，从而推动活塞杆242抵靠在腕部皮肤上进行施压，通过一个气室222统一对多个供压管230进行供压，以达到各个活塞杆242的推力相等，各个脉象传感器110可达到相同的切脉压力。
74.步骤s300、获取脉象传感器110所采集的数据。
75.利用各脉象传感器110上的各传感单元111所产生的多路信号进行脉象数据的分析。将脉象信号中的信号幅值、形态进行分析得到脉象数据。通过上述方式所检测得到的信号避免了很多非生理因素的干扰。
76.综上所述，本技术提出的一种脉象采集装置以及脉象采集方法，脉象采集装置通过将原有的整体传感器装置分成多个独立的脉象传感器110，且施力方式不同而形成两种紧凑的阵列形式。第一种结构中，利用配重块210自重对独立的脉象传感器110进行施加相对均匀的切脉压力，该结构简单、易行，无需操作和调节，但由于配重块210为预先设计，所以只能提供固定的切脉压力。第二种结构中，利用同一气压对每个独立的脉象传感器110进行切脉压力的调节。通过施力部200将脉象传感器110均匀压在待测部位(腕部)，从而减少切脉压力不一致引起的信号差异。减少了信号差异对信号幅值和形态差异性的影响。
77.应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。