中医脉诊传感器、中医脉诊诊疗系统及健康服务平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中医诊疗设备技术领域，更具体地涉及一种中医脉诊传感器装置、差分闭环采样系统、脉诊仪、中医脉诊诊疗系统及中医脉诊系统健康服务平台，特别是关于脉诊诊疗的机械结构和电路系统以及物联网应用方案。
【背景技术】
[0002]随着中国经济的快速发展，人们的生活环境、工作节奏和人口结构正在发生变化。一方面作为社会发展主力的青壮年劳动力被亚健康及各种职业病所困扰;另一方面中国逐渐步入老龄化社会，为中国发展贡献一生的老年人被慢性病和老年病所折磨。现有的西医治疗方案花费巨大且多是维持性治疗，给个人带来了无法承受的医疗花费，也给未富先老的中国社会带来无法回避的社会负担；因此，越来越多的研究机构及公司瞄准中医诊疗领域，力图凭借先进的电子技术、高精度的机械加工和物联网方案，结合现已掌握的中医医学中诊疗的金标准，试图实现中医诊疗的精准化，尤其是在脉诊领域，实现一脉一方、一症一方的目标，从而提升广大患者的治疗效果并减少医疗费用。其次，从中医标准化角度看，较为有效的中医诊疗方案只在极少数家族中传承，并且门派众多，中医医疗设备的标准化有助于解释和比较各门派中医诊断与治疗方法。从中医传承看，培养一个合格的中医医生需要多年的训练和经验积累，中医医疗设备的开发有助于缩短中医医生的成长时间。综上所述，中医医疗设备的研发和标准化有助于推动中医科学不断前进。
[0003]另外，物联网技术在医疗领域应用以及患者的大数据分析，使得医疗资源得到更优化配置。物联网技术在中医诊疗的应用，可以带动中医科学相关产业发展，实现中药材科学种植、加工以及市场资源的优化配置。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种中医脉诊传感器装置、差分闭环采样系统、脉诊仪、中医脉诊诊疗系统及中医脉诊系统健康服务平台，特别是针对中医脉诊系统的硬件发明，该系统主要解决中医脉诊诊疗有效性问题，从掌握的脉诊金标准为原点，通过精确的机械结构和电路采集系统使中医脉诊治疗标准化，提升诊疗有效性，减少中医医生由于长时间工作疲劳造成的诊断误差，为没有医疗条件的地方提供有效的中医诊疗服务支撑，推动中医科学发展。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案，
[0006]作为本发明的一个方面，本发明提供了一种中医脉诊传感器装置，包括脉诊阵列传感器，所述脉诊阵列传感器用于采集测试者的脉搏信号;其特征在于，所述脉诊阵列传感器根据寸上、寸、关、尺、尺下诊断金标准设计传感器阵列位置。
[0007]其中，所述脉诊阵列传感器采用柔性材料压力传感器阵列。
[0008]其中，所述阵列传感器采用5 X 5的五行五列25点结构，或者3 X 8的三行八列24点+离散I点的结构，其中所述离散I点的压力传感器通过柔性导线接出，能够根据操作者需要而调整检测位置。
[0009]其中，所述脉诊阵列传感器的传感器点行间距为传感器点列间距的1.5倍至3倍。
[0010]其中，所述脉诊阵列传感器通过弹簧接触所述脉诊阵列传感器的触点来向外传输信号。
[0011]其中，所述中医脉诊传感器装置还包括气压调节装置，所述气压调节装置用于在所述脉诊阵列传感器采集脉搏信号时给所述脉诊阵列传感器的采集区域提供连续变化的0-300克力的压力。
[0012]其中，所述气压调节装置通过两个摩擦轮传输压力，当电机失控时两个摩擦盘相对打滑，从而防止由于电机失控造成对检测者的伤害。
[0013]作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种差分闭环采样系统，包括差分闭环采样电路，其特征在于，所述差分闭环采样电路包括如上所述的中医脉诊传感器装置，以及信号处理单元，所述信号处理单元用于对所述中医脉诊传感器装置采集的脉搏信号进行放大滤波并转换成数字信号。
[0014]其中，所述信号处理单元包括前置差分电荷放大电路、4阶巴特沃斯低通滤波器、闭环反馈系统和支持正负电压输出的ADC/DAC电路。
[0015]其中，所述信号处理单元采用了总线技术。
[0016]其中，所述ADC/DAC电路的采样频率均在ΙΟΟ-ΙΟΟΟΚΗζ范围之间，对所述中医脉诊传感器装置检测到的脉搏信号实现过采样。
[0017]其中，所述前置差分电荷放大电路包括高输入阻抗运算放大器U3A、U3B和零漂移、低噪声轨至轨输出运算放大器U2B;其中U3A的反相输入端与插头Jl的I端、电容Cl的一端、电阻Rl的一端相连，U3A的输出端与电容Cl的另一端、电阻Rl的另一端相连，U3A的同相输入端与电阻R6的一端、U3B的同相输入端相连，电阻R6的另一端与GND相连;U3B的反相输入端与插头J2的I端、电容C12的一端、电阻R19的一端相连，U3B的输出端与电容C12的另一端、电阻R19的另一端，电阻R15的一端相连，插头J2的2端与GND相连;U2B的反相输入端与电阻R2的一端、电阻R 5的一端相连，U 2 B的输出端与电阻R 2的另一端相连，U 2 B的同相输入端与电阻R15的另一端、电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端与GND相连;U3A的4端与-5V、电容C2—端相连，电容C2的另一端与GND相连;U3A的8端与+5V、电容C6—端相连，电容C6的另一端与GND相连;U2B的11端与-5V、电容C3—端相连，电容C3的另一端与GND相连;U2B的4端与+5V、电容C8—端相连，电容C8的另一端与GND相连。
[0018]其中，所述4阶巴特沃斯低通滤波器包括零漂移、低噪声轨至轨输出运算放大器U2C和U2D;U2C的同相输入端与电阻R8的一端、电容C4的一端相连，电容C4另一端与GND相连，U2C的反向输入端与电阻R12的一端、电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端与GND相连；U2C的输出端与电阻R12的另一端、电容ClO的另一端相连；电阻R9—端与U2C相连，电阻R9的另一端与电阻RlO的一端、电容Cl I的一端相连;U2D的同相输入端与电阻RlO的另一端、电容C5的一端相连，电容C5另一端与GND相连;U2D的反向输入端与电阻R13的一端、电阻R17的一端相连，电阻R17的另一端与GND相连;U2D的输出端与电阻R13的另一端、电容Cll的另一端相连；其中R8、R12、R16、C4、C10和R9、R10、R13、R17、C5、C11组成两个二阶低通滤波器，通过改变Rl 2、Rl 6、Rl 3、Rl 7组成四阶巴特沃斯低通滤波器。
[0019]其中，所述信号处理单元包括前置差分电荷放大电路、4阶巴特沃斯低通滤波器、8路并行输入16位ADC电路、微处理控制单元、8路并行输入16位数模转换电位基准调整电路、8路跟随器和8路加法器；以及
[0020]所述信号处理单元执行如下的基值误差校正流程:
[0021]在某一时间内给定所述中医脉诊传感器装置的脉诊阵列传感器一个压力值，压力值通过前置差分电荷放大电路、4阶巴特沃斯低通滤波器进入8路并行输入16位ADC电路，该压力值转化为数字量进入微处理控制单元，微处理控制单元将处理过的信息送入8路并行输入16位数模转换电位基准调整电路，处理过的数字信号转化为模拟信号通过8路跟随器与原始信号在8路加法器中相加修正，8路加法器将修正值进一步送入8路并行输入16位ADC电路，该循环流程使所述脉诊阵列传感器中各传感器的电压值趋于一致。
[0022]其中，所述差分闭环采样系统还包括外围电路，所述外围电路包括手腕支架恒温加热驱动电路和温度传感器电路，所述温度传感器电路用于检测用于搁置测试者手腕的手腕支架接触部位的温度，所述手腕支架恒温加热驱动电路则用于根据所述温度传感器电路的检测结果来决定是否驱使所述手腕支架上的加热薄膜发热，以便提高患者使用舒适程度。
[0023]其中，所述外围电路还包括整流滤波及稳压电路，所述整流滤波及稳压电路用于为所述差分闭环采样电路及各外围电路分别单独提供稳定的电源供应。
[0024]作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种脉诊仪，所述脉诊仪包括如上所述的中医脉诊传感器装置。
[0025]作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种脉诊仪，所述脉诊仪包括如上所述的差分闭环采样系统。
[0026]其中，所述脉诊仪为家用便携式脉诊仪或医用脉诊仪。
[0027]作为本发明的再一个方面，本发明还提供了一种中医脉诊诊疗系统，所述中医脉诊诊疗系统包括:
[0028]如上所述的中医脉诊传感器装置，或者如上所述的差分闭环采样系统；以及
[0029]诊疗机械结构，所述诊疗机械结构包括诊疗椅、诊疗桌和手腕支架，其中所述诊疗椅具有调整角度及升降功能，用于承载测试者的身体，调整测试者与诊疗桌之间的角度及高度;所述诊疗桌用于支撑连接前述各结构;所述手腕支架与所述诊疗桌相连，用于支撑测试者的手腕及胳膊，且为U型结构。
[0030]作为本发明的还一个方面，本发明还提供了一种中医脉诊系统健康服务平台，包括:
[0031]如上所述的脉诊仪，或者如上所述的中医脉诊诊疗系统；以及云存储和云处理平台，用于对所述脉诊仪/中医脉诊诊疗系统的检测结果进行云存储，并利用云计算进行后期病症匹配和治疗方案的选取。
[0032]本发明的中医脉诊传感器装置、诊疗仪和健康服务平台具有以下优点:
[0033](I)本发明首次将大型诊疗机械结构、差分闭环采样系统与物联网实施方案三者相结合，构建中医脉诊诊疗系统健康服务平台；该平台通过机械设计保障患者脉搏提取的稳定性和重复性，通过差分闭环采样系统更客观准确的采集患者脉搏数据，通过物联网实施方案使得中医资源得到优化配置，提升大众对中医医学的认知度；
[0034](2)本发明中脉搏波传感器测量结构摒弃了传统的基于腕带式固定和充气加压的阻断式测量结构，使传感器不依附于手腕表面，而是固定于外部支撑结构，其加压方式利用电机纵向推进的非阻断式结构;该结构一方面避免了传统附着于手腕的固定和加压方法给患者带来额外的压力感受，也避免了由于阻断压力过大带来的体征参数改变，影响脉搏波采集准确性，进而无法实现中医中“浮中沉”的思想；另一方面该结构可以通过电机局部对手腕加压实现“沉取”，而不腕带加气结构在一定压力下会对脉搏造成阻断，无法实现“沉取”；
[0035](3)本发明中25点阵列(不局限为25点)传感器可以大范围测量脉搏波波动，为构建大尺度脉搏波提供数据基础，也为自动识别“寸关尺”提供数据依据；
[0036](4)本发明中传感器支持结构运用弹簧触点方式，避免了由于传感器集成在同一介质上，导致脉搏波通过某一点传感器将波动传导给介质，进而干扰所有传感器的问题；
[0037](5)本发明中传感器固定采用机械夹持方式，解决PVDF不能焊接的问题，而且传感器引脚与电路板焊盘机械紧密接触优于传感器导电胶布连接方式；
[0038](6)本发明的传动结构引入了人体保护结构，防止由于电机失控造成对患者的伤害;
[0039](7)本发明引入万向臂结构，将脉诊阵列传感器装配在万向臂一端，方便医生牵引使用；
[0040](8)本发明中引入诊疗椅结构，在保证患者手腕与心脏平齐的基础上，提升患者诊疗舒适度，适于长时间脉搏检测采集;弥补现有商品在患者测试体位上的考虑缺失，该