多点式脉象传感器的脉象采集方法与流程

本分发明涉及传感器的使用方法，具体说是一种多点式脉象传感器的脉象采集方法，其主要适用于多点位传感器的基线校正与时域校正。

背景技术：

1、脉搏信号能够反映丰富的生理病理信息，传统中医脉诊主要通过手指按压手臂寸口面，对“寸”、“关”、“尺”三个区域施加“浮”、“中”、“沉”三种按压力采集脉搏信号，具有快捷无创等特点。随着生物医学检测技术的发展，脉诊仪的研制逐渐成为各方关注的重点，特别是穿戴式脉诊仪具备实时监测脉搏信号的优势，成为近年来脉诊仪研究领域的热点。现有技术中，关于桡动脉定位与检测的技术方案，其主要涉及的ipc分类号为a61b5/02。现有的脉象采集与诊断系统多为单点采集与单点复现，但本领域普通技术人员知晓的，由于脉象搏动时，实际是以桡动脉为中线向外侧扩散，而呈现波幅由高向低的变化趋势，因此，采集时应尽可能在大范围内检测脉搏以获得最佳的采集点位，但是通过单点远程采集的方式，几乎难以获得最佳的采集位置，因此在远程复现式势必会导致误诊的情况。为实现脉象的采集与复现，现有技术曾公开过以下技术方案。公开号cn107898445a的发明专利申请，公开了一种穿戴式智能脉诊仪，包括自适应腕带和测头组，测头组由四个可独立运动的测头和纵向直线运动驱动单元组成，可驱动各测头尖端沿x、y、z三个方向自动找准寸、关、尺及尺下位置，自动施加按压力并稳定监测记录不同压力刺激下的脉搏信号。但是，该技术方案存在以下缺陷：该方案仅根据线性排列采集指按压后脉幅大小确定桡动脉的大体位置，由于无法实现可视化，由于不同患者之间桡动脉（血管）生理结构差异，难以精准定位最佳取脉位置。此外，公开号cn113440113a、cn114224308a的发明专利申请，也公开了类似的通过获取按压后的脉幅信号定位桡动脉的方案。公开号cn112842292a的发明专利申请还公开了一种通过气囊式腕带与阵列传感器组合的方案检测脑动脉的方案。公开号cn114569087b的发明专利申请还公开了通过非穿透式的可见光、红外光相机以及阵列传感器播磨组合的方案获取桡动脉的波动信息。公开号cn114041758a的发明专利申请，公开了一种基于深度学习非接触式定位桡动脉的方法，但显而易见的，该方案借助人工标注大量数据，且仅通过视频数据仅能大体定位“桡动脉所在区”而非精准定位桡动脉的主血管位置，因此其训练结果并不能用于远程诊脉医护端（复现终端）的交互。公开号cn217090710u的实用新型专利，公开了一种基于脉搏检测用居家老人状态识别手环，其通过分别设置在上环体和下环体中的红外发射灯和光敏二极管，实时检测红外光发射灯贯穿手腕脉搏透射过来的红外光。该方案虽然不同于单面贴合式的红外检测，但其仅通过检测脉搏的波动情况来测定心率，并非用于定位桡动脉位置。

2、现有技术中，关于桡动脉信号复现的技术方案，其主要涉及的ipc分类号为a61b5/02：公开号cn108742546a、公开号cn112690764a、公开号cn112690764a、公开号cn113367669a、公开号cn114864630a公开号cn115721271a的发明专利申请，公开的技术方案中，均采用了三个单点式脉象传感器，由于“触觉反馈点”仅为三个，无法通过点对点的方式完全复现采集终端的阵列传感器数据。无法测量脉宽、脉长，并且无法精准测量脉律（脉搏的间隔和轮廓）。此外，公开号cn115721271a的发明专利申请公开的技术方案中，在复现模块中采用了指套式柔性电极阵列与电刺激元件组合的方式，但显而易见的，相较于直接模拟血管波动的物理复现，电刺激复现效果较差，且未公开将采集终端与复现终端点对点复现的技术启示。现有脉诊仪的取脉方法多采取“寸口取脉”法，通过将脉象的搏动信号转化为电子信号，从而实现脉诊的信息化和智能化。公开号cn106137147b的发明专利申请公开了一种基于人机交互获取脉象数据的装置及方法，其主要是通过判断最中间位置的传感器阵元采集到脉搏信号是否为最强脉搏信号，若是，则指示用户施加相应的压力，并分别获取与压力相对应的脉位波形，若否，则根据最强脉搏信号，指示用户将最中间位置的传感器阵元向最强脉搏信号的位置进行移动，直到最中间位置的传感器阵元移动到最强脉搏信号的位置；将最强脉搏信号转换为脉搏数据，并向用户进行显示。此法主要是通过获取“关”部的最佳取脉值，但在临床医生诊脉中手指的感受较传感器高，寸关尺三部手指的取脉压力各不相同，导致该技术方案准确性不高。公开号cn105534490a的发明专利申请公开了一种指压式脉诊仪及控制方法，方法包括：步骤s1，采用一带有多个指套传感器的脉诊仪采集得到受采集者手指寸关尺三部的浮中沉电压输出信号；步骤s2，脉诊仪将浮中沉电压输出信号传输给计算机；步骤s3，计算机将浮中沉电压输出信号转化成浮中沉取脉压力值，并将浮中沉取脉压力值与一个预设的浮中沉取脉压范围进行比对，并根据比对结果对浮中沉取脉压力值进行相应的操作；步骤s4，计算机保存比对结果以及对浮中沉取脉压力值进行操作后得到的操作结果。该技术方案注重三部浮中沉取脉，但对于各部的最佳取脉压力不清晰。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多点式脉象传感器的脉象采集方法，从根本上解决了上述问题，其具有使用方便、桡动脉定位准确、脉象复现精度高等优点。更好地模拟临床取脉，并提高了脉诊仪取脉的精准性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该多点式脉象传感器的脉象采集方法，其技术要点是，包括以下步骤：步骤k1，通过阵列传感器获得各采集点的原始脉图曲线；步骤k2，确定各脉图曲线的方向；步骤k3，确定各脉图曲线的波动周期ti；步骤k4，确定滑动窗口时长twin；步骤k5，周期性确定各脉图曲线的基线，将各正向/反向脉图曲线的ti同步为统一后的脉象周期tk：步骤k6，输出基线校正后的脉图曲线：以窗口起始点ts-脉象周期tk-1作为实时输出时段，输出间隔为1次/s，最终获得校正后的各采集点的脉图曲线集合。

3、本发明的有益效果：整体技术方案上，本发明可通过柔性阵列传感器与具有多点复现功能的指模组件点对点配合的方式实现脉象的采集与复现。采集终端通过可视化方法预先定位桡动脉的前提下，复现终端以主动按压的方式模拟实际诊脉场景中医生的寻脉手法，有效避免误诊的情况，进而实现高精度的脉位、脉象采集与复现。

4、具体结构上，区别于现有采集终端的寻脉过程，采集终端以可视化预定位的方式，将采集指直接定位在桡动脉上。将取脉框组件的一侧抵靠在手掌根部作为定位取脉原点，通过可视化观察桡动脉的实时显影将其定位在取脉口的中心作为二次定位，从而避免了现有寻脉过程需要在远程控制定位采集指的xyz空间坐标的问题，有效提高了寻脉精准度。当手动采脉时，复现终端只需远端控制采集指在寸关尺穴位上的按压力度即可完成取脉。当自动采脉时，通过在寸关尺对应的采集指组件上按照一定幅值例如25g，直至获得该点位幅值峰值。同时，通过多点位高精度复现模拟，解决了现有采集终端单点复现需要在xz向多次重复定位，y向按压仍难以精准定位的问题。避免了单点采集时，定位不准导致的误诊。

5、可视化取脉，利用了血红蛋白对红外光的吸收比其他组织强的原理，通过手腕底部的红外灯模块向皮肤表面投射特定波长的近红外光，由红外相机的光敏元器件采集皮肤红外图像。红外血管成像方法对静脉血管成像比较清晰，但是对动脉血管的成像不是很清晰。仅仅识别桡侧腕屈肌与肱桡肌之间的用于脉诊的桡动脉，并且利用了矩形区域的物理装置屏蔽了大部分静脉的干扰，通过对采集的红外原始图像处理后，将桡动脉轮的廓实时清晰地显示在显示终端上。并预先设定定位程序，当桡动脉位于取脉口的特定区域范围时，在显示终端上给出定位完成的提示信息。

6、利用了腕带矩形窗口方式结合图像进行采集脉象，将采脉的范围以及难度缩小；利用圆形定位装置辅助图像计算，校正采脉图像，方便各角度进行采脉。通过采用齿轮齿条结构和上下限位组件的机械手指，可单独实现上下运动。并通过阵列压力传感器的压力值反馈，实现中医浮中沉的取脉手法。对于多点阵列式脉象传感器的脉象周期识别；对于多点阵列式脉象传感器的脉象信号的正反波形进行区分，正反波形的去基线漂移算法；采用滑动窗口模式实时输出脉象的方法；多点传感器可以采集脉位、脉力、张力、长短、频率、节律、粗细、流利度八大要数及独异等全部关键指感信息。

7、复现终端的多阵列点与多音圈电机组件唯一对应的方式，通过网关板低时延地接收来自采集终端的振幅-时间波形数据，并通过上位机主板处理后发送至各音圈电机组件的驱动板，通过各驱动板向线圈输出动作电流，进而驱动盖体带动往复式液压缸的阀杆沿线性导轨动作，带动液压油节律性地冲击指模组件的仿生皮肤，最终将采集终端阵列传感器对应点位的波动以唯一对应的方式，实时投射在指模组件的仿生皮肤上。同时，通过指模座底部的压力传感器采集医生的按压力度数据，从而适用于中医不同学派在采脉力道上的差异导致脉诊结果的差异，有效提高了兼容性。此外，在一定数量的阵列点的前提下尽可能的高精度还原，而将各行阵列点以交错的方式排布在仿生皮肤底部。具体而言，将第二排的阵列点设置在第一排阵列点的间隔位置上，第三排的阵列点设置在第二排的间隔位置上（可与第一排的横向坐标重合），以此类推。本发明主要以交错排列的四组阵列点为例。通过上述排布方式，使得采用相同数量的阵列点时，提高其覆盖面积。