一种脉搏波模拟发生系统及脉诊设备标定系统的制作方法

本技术涉及医疗器械，具体而言，涉及一种脉搏波模拟发生系统及脉诊设备标定系统。

背景技术：

1、为了提高脉诊设备的数据测量准确性，现有技术需要利用脉搏波模拟发生系统产生脉搏波，并基于该脉搏波对脉诊设备进行标定。现有的脉搏波模拟发生系统由模拟心脏、驱动模块、模拟手腕、单向阀和模拟血管组成，现有的脉搏波模拟发生系统通过驱动模块周期性挤压模拟心脏的方式模拟心脏的收缩和舒张。在模拟心脏舒张时，模拟血液会在模拟心脏的回流端产生逆向水流，虽然单向阀具有逆止作用（即单向阀会对逆向水流进行阻止），但由于逆向水流会产生逆向压强，因此单向阀无法使逆向水流消失，从而导致脉搏波模拟发生系统产生的脉搏波不标准，即现有的脉搏波模拟发生系统存在由于单向阀无法完全消除逆向水流而无法产生标准脉搏波的问题，而由于现有的脉搏波模拟发生系统无法改变模拟血液的压强，因此现有的脉搏波模拟发生系统还存在由于无法改变模拟血液的压强而导致无法模拟不同血压情况下的脉搏波的问题。

2、针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种脉搏波模拟发生系统及脉诊设备标定系统，能够使逆向水流消失、使模拟血液在模拟心脏舒张时能够顺利由模拟血液入口进入模拟心脏以及通过直流水泵调节模拟血液的压强，从而有效地解决由于单向阀无法完全消除逆向水流而导致无法产生标准脉搏波以及无法模拟不同血压情况下的脉搏波的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种脉搏波模拟发生系统，其包括：

3、模拟心脏，其上设有模拟血液入口和模拟血液出口；

4、驱动模块，用于周期性地驱动模拟心脏泵出模拟血液；

5、仿生手腕，其内设有人体工程血管，人体工程血管的输入端通过第一单向阀与模拟血液出口连接；

6、模拟血液容器，通过调节器与人体工程血管的输出端连接；

7、直流水泵，其输入端通过第二单向阀与模拟血液容器连接，其输出端与模拟血液入口连接；

8、控制器，与驱动模块和直流水泵电性连接，用于根据脉搏波参数信息控制驱动模块周期性地驱动模拟心脏泵出模拟血液，还用于调节直流水泵的流速，以使模拟血液的压强稳定在预设范围内。

9、本技术提供的一种脉搏波模拟发生系统，包括模拟心脏、驱动模块、仿生手腕、第一单向阀、第二单向阀、调节器、模拟血液容器、直流水泵和控制器，直流水泵的输入端通过第二单向阀与模拟血液容器连接，直流水泵的输出端与模拟血液入口连接，即本技术相当于在第二单向阀与模拟心脏之间设置直流水泵，由于第二单向阀能够对逆向水流进行阻止，而直流水泵和调节器共同作用能够驱动模拟血液朝向模拟血液入口流动，即直流水泵和调节器共同作用能够产生正向压强，该正向压强能够与逆向水流产生的逆向压强抵消并形成正向的压差，因此本技术通过第二单向阀、直流水泵和调节器的配合能够使逆向水流消失和使模拟血液在模拟心脏舒张时能够顺利由模拟血液入口进入模拟心脏，即本技术能够产生标准的脉搏波，从而有效地解决由于单向阀无法完全消除逆向水流而导致无法产生标准脉搏波的问题，而由于本技术能够通过直流水泵调节模拟血液的压强，因此本技术能够模拟不同血压情况下的脉搏波，即本技术能够有效地解决由于无法改变模拟血液的压强而导致无法模拟不同血压情况下的脉搏波的问题。

10、可选地，脉搏波模拟发生系统还包括血液压强检测组件，血液压强检测组件与人体工程血管的输入端连接，血液压强检测组件用于检测人体工程血管的参考压强信息，控制器还与血液压强检测组件电性连接，控制器调节直流水泵的流速，以使模拟血液的压强稳定在预设范围内的步骤包括：

11、根据参考压强信息和预设压强信息对直流水泵的流速进行pid控制，以使参考压强信息与预设压强信息相同，预设压强信息位于预设范围内。

12、由于该实施例能够根据参考压强信息和预设压强信息对直流水泵的流速进行pid控制，以通过使参考压强信息与预设压强信息相同的方式使模拟血液的压强稳定在预设范围内，因此该实施例相当于实时获取模拟血液的压强并根据该压强自适应调节直流水泵的流速，即该实施例无需通过人工的方式调节模拟血液的压强，从而有效地提高模拟血液压强的调节精度和调节效率。

13、可选地，pid控制的pid控制器的传递函数如式（1）所示：

14、    （1）

15、其中，t表示时长，∆u(t)表示当前时刻的控制增量，kp表示比例系数，ki表示积分系数，kd表示微分系数，x1表示第一变量，x2表示第二变量，x3表示第三变量，error表示当前时刻的参考压强信息和预设压强信息的差值，x2’表示上一时刻的第二变量，第二变量的初始值为0，error’表示上一时刻的参考压强信息和预设压强信息的差值。

16、可选地，驱动模块包括伺服电机和活塞泵，伺服电机与活塞泵连接，活塞泵通过第四硅胶管与模拟心脏连接，伺服电机与控制器电性连接，伺服电机用于周期性地驱动活塞泵向模拟心脏供应模拟血液，以使模拟心脏周期性地泵出模拟血液。

17、可选地，控制器根据脉搏波参数信息控制驱动模块周期性地驱动模拟心脏泵出模拟血液的步骤包括：

18、根据脉搏波参数信息获取所需的电机参数信息；

19、根据电机参数信息控制伺服电机周期性地驱动活塞泵向模拟心脏供应模拟血液，以使模拟心脏周期性地泵出模拟血液。

20、可选地，电机参数信息包括电机转动方向信息、电机转动时间信息、电机转动角度信息和电机转数信息。

21、可选地，第一单向阀的输入端通过第一模拟血管与模拟血液出口连接，第一单向阀的输出端通过第二模拟血管与转接头的其中一个端口连接，人体工程血管的输入端通过第三模拟血管与转接头的另一个端口连接，人体工程血管的输出端通过第三模拟血管与调节器的输入端连接，调节器的输出端通过第三模拟血管与模拟血液容器连接，第二单向阀的输入端通过第三模拟血管与模拟血液容器连接，第二单向阀的输出端通过第二模拟血管与直流水泵的输入端连接，直流水泵的输出端通过第一模拟血管与模拟血液入口连接，第一模拟血管的直径大于第二模拟血管的直径，第二模拟血管的直径大于第三模拟血管的直径。

22、可选地，人体工程血管的横截面形状为圆环形，人体工程血管的外径为2.5mm，人体工程血管的内径为1.5mm，人体工程血管的壁厚为0.5mm。

23、第二方面，本技术还提供了一种脉诊设备标定系统，其包括：

24、模拟心脏，其上设有模拟血液入口和模拟血液出口；

25、驱动模块，用于周期性地驱动模拟心脏泵出模拟血液；

26、仿生手腕，其内设有人体工程血管，人体工程血管的输入端通过第一单向阀与模拟血液出口连接；

27、模拟血液容器，通过调节器与人体工程血管的输出端连接；

28、直流水泵，其输入端通过第二单向阀与模拟血液容器连接，其输出端与模拟血液入口连接；

29、血液压强检测组件，与人体工程血管的输入端连接，用于检测人体工程血管的参考压强信息；

30、脉诊设备，设置在仿生手腕上，用于测量人体工程血管的实际压强信息；

31、控制器，与驱动模块和直流水泵电性连接；

32、上位机，与血液压强检测组件和脉诊设备电性连接；

33、控制器用于根据脉搏波参数信息控制驱动模块周期性地驱动模拟心脏泵出模拟血液；

34、控制器还用于调节直流水泵的流速，以使模拟血液的压强稳定在预设范围内；

35、上位机用于根据参考压强信息和实际压强信息标定脉诊设备。

36、本技术提供的一种脉诊设备标定系统，包括模拟心脏、驱动模块、仿生手腕、模拟血液容器、直流水泵、血液压强检测组件、脉诊设备、控制器和上位机，直流水泵的输入端通过第二单向阀与模拟血液容器连接，直流水泵的输出端与模拟血液入口连接，即本技术相当于在第二单向阀与模拟心脏之间设置直流水泵，由于第二单向阀能够对逆向水流进行阻止，而直流水泵和调节器共同作用能够驱动模拟血液朝向模拟血液入口流动，即直流水泵和调节器共同作用能够产生正向压强，该正向压强能够与逆向水流产生的逆向压强抵消并形成正向的压差，因此本技术通过第二单向阀、直流水泵和调节器的配合能够使逆向水流消失和使模拟血液在模拟心脏舒张时能够顺利由模拟血液入口进入模拟心脏，即本技术能够产生标准的脉搏波，从而有效地解决由于单向阀无法完全消除逆向水流而导致无法产生标准脉搏波的问题，而由于本技术的上位机能够自动根据参考压强信息和实际压强信息对脉诊设备进行标定，即本技术相当于提供一个自动生成脉搏波和自动标定脉诊设备的系统，因此本技术能够有效地提高脉诊设备的标定效率和标定准确度，且由于本技术能够通过直流水泵调节模拟血液的压强，因此本技术能够模拟不同血压情况下的脉搏波，即本技术能够有效地解决由于无法改变模拟血液的压强而导致无法模拟不同血压情况下的脉搏波的问题。

37、可选地，上位机根据参考压强信息和实际压强信息标定脉诊设备的步骤包括：

38、持续获取参考压强信息和实际压强信息；

39、将所有参考压强信息转换成第一脉搏波，并将实际压强信息转换成第二脉搏波；

40、根据第一脉搏波和第二脉搏波的重合程度标定脉诊设备。

41、由上可知，本技术提供的一种脉搏波模拟发生系统及脉诊设备标定系统，包括模拟心脏、驱动模块、仿生手腕、第一单向阀、第二单向阀、调节器、模拟血液容器、直流水泵和控制器，直流水泵的输入端通过第二单向阀与模拟血液容器连接，直流水泵的输出端与模拟血液入口连接，即本技术相当于在第二单向阀与模拟心脏之间设置直流水泵，由于第二单向阀能够对逆向水流进行阻止，而直流水泵和调节器共同作用能够驱动模拟血液朝向模拟血液入口流动，即直流水泵和调节器共同作用能够产生正向压强，该正向压强能够与逆向水流产生的逆向压强抵消并形成正向的压差，因此本技术通过第二单向阀、直流水泵和调节器的配合能够使逆向水流消失和使模拟血液在模拟心脏舒张时能够顺利由模拟血液入口进入模拟心脏，即本技术能够产生标准的脉搏波，从而有效地解决由于单向阀无法完全消除逆向水流而导致无法产生标准脉搏波的问题，而由于本技术能够通过直流水泵调节模拟血液的压强，因此本技术能够模拟不同血压情况下的脉搏波，即本技术能够有效地解决由于无法改变模拟血液的压强而导致无法模拟不同血压情况下的脉搏波的问题。