遠(yuǎn)程脈診儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新的基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)、電腦單元、脈搏波模擬系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和仿真手五個部分。通過對患者橈動脈脈搏信號及人體體溫信號的檢測，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促使家庭與醫(yī)院的信息對接，利用現(xiàn)代電子技術(shù)和血流動力學(xué)相關(guān)原理完成對遠(yuǎn)端脈診信號的模擬仿真，實(shí)現(xiàn)了脈診綜合信息在遠(yuǎn)程的全面復(fù)現(xiàn)。本系統(tǒng)可應(yīng)用于中醫(yī)遠(yuǎn)程醫(yī)療，使中醫(yī)師真切感受患者生理狀態(tài)為患者就醫(yī)帶來方便。若配合可視化軟件應(yīng)用，將完整實(shí)現(xiàn)中醫(yī)四診的遠(yuǎn)程信息綜合。另外，本發(fā)明也可用于中醫(yī)學(xué)的教學(xué)實(shí)踐。
【專利說明】遠(yuǎn)程脈診儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中醫(yī)脈診系統(tǒng)，特別是涉及一種基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]脈診即切脈是中醫(yī)四診望聞問切之一，是我國人民在長期與疾病斗爭過程中形成的一種診斷方法。脈搏觸覺表象的變化特征是反映人體健康狀況、了解疾病變化的重要內(nèi)容。中醫(yī)手指切脈是在以指端對橈動脈處施加不同壓力條件下依靠觸覺同時依靠中醫(yī)知識與行醫(yī)經(jīng)驗(yàn)對病人身體狀況進(jìn)行診斷，其方法精妙高深，涉及脈診時間、方法、部位及生理、病理變化等多方面。但是地域、時間等諸多不便因素嚴(yán)重限制了脈診的推廣和應(yīng)用，于是中醫(yī)與電子技術(shù)相結(jié)合的脈診儀的開發(fā)成為一個急不可待的現(xiàn)實(shí)問題。然而，目前電子信息化脈診方法存在的一個關(guān)鍵問題是脈診所涉及脈象千變?nèi)f化、脈名繁多，甚至存在異癥同脈以及異脈同癥等情況，因此試圖對脈像建立數(shù)字量化標(biāo)準(zhǔn)而達(dá)到精確的診斷結(jié)果并不可行。而經(jīng)過長期的實(shí)踐積累，有經(jīng)驗(yàn)的中醫(yī)師可以通過手指準(zhǔn)確的判別不同的脈象。
[0003]與此同時，中醫(yī)認(rèn)為人體體溫的產(chǎn)生在于陽氣，而人體之陽發(fā)于腎。陽氣無形，而其功能則表現(xiàn)于外。因此體溫的變化是體內(nèi)陰陽平衡的重要標(biāo)志，人體臟腑功能、氣血運(yùn)行、津液輸布代謝均可以影響體溫的變化。因而體溫信號的特征可在中醫(yī)診斷的過程中起到重要的輔助作用。
[0004]針對上述問題，我們提供了一種解決方案，即設(shè)計出一種遠(yuǎn)程脈診系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)傳遞信息，將患者的脈搏信號、體溫信號在遠(yuǎn)程的仿真手上復(fù)現(xiàn)，使患者就醫(yī)不受時間距離的約束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提 供一種新的脈診系統(tǒng)，利用電子采集和控制技術(shù)、脈搏模擬方法來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療與中醫(yī)脈診的統(tǒng)一，以遠(yuǎn)程醫(yī)療實(shí)現(xiàn)醫(yī)生對遠(yuǎn)端患者把脈診斷，從而打破現(xiàn)有脈診儀思路的限制并完善其不足。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，該系統(tǒng)由采集系統(tǒng)、電腦單元、脈搏波模擬系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和仿真手組成一個整體。
[0007]所述脈診系統(tǒng)的采集系統(tǒng)由壓電傳感器、接觸式溫度傳感器及電子電路組成，主要實(shí)現(xiàn)橈動脈處的脈搏信號和體表溫度的采集，并將采集的信號進(jìn)行放大、濾波，最后經(jīng)其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以利于遠(yuǎn)程傳輸。在橈動脈處置兩個壓電傳感器時，通過對采集到的兩處信號的時間差、壓值差比較可得出脈搏的速度波，即沿血管軸向的流量脈動信號。
[0008]所述脈診系統(tǒng)的電腦單元由家庭計算機(jī)、遠(yuǎn)程醫(yī)用計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)組成，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)家庭與醫(yī)院的信號對接。遠(yuǎn)程醫(yī)用計算機(jī)作為脈搏波模擬系統(tǒng)和校準(zhǔn)裝置的控制平臺，其作用為:1、可將收到的脈搏波信號轉(zhuǎn)化為脈搏波模擬系統(tǒng)中直線電機(jī)的位移控制信號；2、將校準(zhǔn)系統(tǒng)采集并反饋回來的橈動脈處的脈壓信號和溫度信號進(jìn)行分析，進(jìn)而提供控制指令，通過校準(zhǔn)裝置和溫度水域模擬系統(tǒng)對脈搏波進(jìn)行調(diào)整。
[0009]所述脈診系統(tǒng)的脈搏波模擬系統(tǒng)由直線電機(jī)、彈性腔、模擬血液及溫度水域模擬系統(tǒng)組成。當(dāng)位移控制信息傳入直線電機(jī)后，直線電機(jī)驅(qū)動彈性腔內(nèi)的擋板往復(fù)運(yùn)動，從而推動腔內(nèi)模擬血液流動，使其以脈沖形式進(jìn)入人造血管內(nèi)。彈性腔內(nèi)擋板的往復(fù)頻率由脈搏波的頻率決定，因此通過脈搏波模擬系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對脈搏“數(shù)”屬性的仿真。在溫度模擬水域環(huán)境中使用PTC熱敏電阻作為系統(tǒng)加熱裝置的主要元件，利用其電阻特性控制水域溫度模擬人體體溫。
[0010] 所述脈診系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置由壓電傳感器、低功率步進(jìn)電機(jī)、精密流量閥以及溫度傳感器組成。通過壓電傳感器對仿真手橈動脈處脈搏信號進(jìn)行檢測并反饋至醫(yī)用計算機(jī)中與原始數(shù)據(jù)比對分析。醫(yī)用計算機(jī)通過控制校準(zhǔn)系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)和精密流量閥來實(shí)現(xiàn)對反饋脈搏信號的修正:通過步進(jìn)電機(jī)改變仿真手橈動脈處的人造血管與仿真皮膚的距離，實(shí)現(xiàn)對脈搏“位”屬性的模擬；通過步進(jìn)電機(jī)對仿真手橈動脈處的人造血管進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦旌蛪嚎s，從而改變管壁的彈性，進(jìn)而影響管內(nèi)流體的流動特性，改變脈搏波的脈寬、脈形，實(shí)現(xiàn)對于脈搏“形”屬性的模擬；通過精密流量閥來控制流經(jīng)仿真手橈動脈處的仿真血液的流量大小，從而實(shí)現(xiàn)對于脈搏“勢”屬性的模擬。通過仿真手橈動脈處體表的溫度傳感器對體表的溫度信息進(jìn)行檢測并反饋至醫(yī)用計算機(jī)中，與遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。然后通過調(diào)節(jié)流經(jīng)溫度水域中熱敏電阻的電流大小，來改變模擬血流的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對于仿真手橈動脈處的體表溫度模擬。
[0011]所述脈診系統(tǒng)的仿真手采用硅膠薄膜制成的仿真皮膚包裹于仿真手外部，其內(nèi)包含聚四氟乙烯制成的人造血管。由于人體血液是由電解質(zhì)、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)等高分子化合物組成的粘性液體，因此模擬血液選擇與人體血液密度、粘度相似的非牛頓流體模型。
[0012]所述脈診系統(tǒng)特征為:采集系統(tǒng)采用壓電傳感器以及接觸式溫度傳感器采集患者橈動脈的脈象信息與人體溫度信息，以上信息經(jīng)過信號處理單元的放大器、濾波器以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號處理后傳入電腦單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后將電腦單元處理后的數(shù)據(jù)信息傳入脈搏波模擬系統(tǒng)，以驅(qū)動系統(tǒng)中的直線電機(jī)對彈性腔模型提供動力使模擬血流進(jìn)入仿真手而重現(xiàn)脈搏，進(jìn)一步校準(zhǔn)調(diào)整脈搏信號后由醫(yī)生進(jìn)行把脈診斷，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程脈診。
[0013]所述脈診系統(tǒng)優(yōu)勢為:通過對脈搏、體溫信號的處理可在遠(yuǎn)距離真實(shí)地還原就診人的脈搏生理信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療或遠(yuǎn)程會診；可在電腦單元中存儲就診人的就診記錄和數(shù)據(jù)信息隨時為復(fù)查提供參考或作為中醫(yī)教學(xué)資料使用；本系統(tǒng)也可進(jìn)一步開發(fā)或與視頻通信等軟件搭配使用完全實(shí)時地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程中醫(yī)四診。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0015]圖中:10采集系統(tǒng)；11壓電傳感器；12接觸式溫度傳感器；13放大器；14濾波器；15模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；16電腦單元；17數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；18脈搏波模擬系統(tǒng)；19人造血管及仿真手。
[0016]圖2為本發(fā)明中驅(qū)動裝置示意圖。
[0017]圖中:20遠(yuǎn)程醫(yī)用電腦單元；21模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；22直線電機(jī)；23溫度水域模擬裝置；24脈搏波模擬裝置；25仿真手；26人造血管。[0018]圖3為本發(fā)明中校準(zhǔn)裝置示意圖。
[0019]圖中:30脈搏波模擬系統(tǒng)；31遠(yuǎn)程醫(yī)用電腦單元；32數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；33模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；34傳感器裝置；35精密流量閥；36步進(jìn)電機(jī)。
[0020]圖4為本發(fā)明中步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)脈搏波屬性示意圖。
[0021]圖中:a為步進(jìn)電機(jī)調(diào)整仿真手橈動脈處的人造血管與仿真皮膚的距離；b為步進(jìn)電機(jī)調(diào)整仿真手橈動脈處的人造血管彈性。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本遠(yuǎn)程脈診系統(tǒng)由采集系統(tǒng)、電腦傳輸裝置、脈搏波模擬系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置、仿真手五大部分組成。
[0023]本系統(tǒng)采用壓電傳感器和接觸式溫度傳感器分別采集患者橈動脈的脈象信息與人體溫度信息，將采集到的信號經(jīng)放大器、濾波器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器處理。將處理后的信號導(dǎo)入家庭計算機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳送至遠(yuǎn)端計算機(jī)。
[0024]當(dāng)遠(yuǎn)端計算機(jī)接收到該信號后，通過對信號解析繪制出就診人的脈搏波圖像并提取出脈搏信號和體溫值并保存圖像和數(shù)據(jù)。如圖2所示，轉(zhuǎn)換后的體溫信號傳入水域環(huán)境，通過電熱法對模擬血液加熱；脈壓信號傳入直線電機(jī)，直線電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能作用于彈性腔內(nèi)，使模擬血流以脈動方式在仿真手處的人造血管內(nèi)循環(huán)。
[0025]在本脈診系統(tǒng)中，通過對仿真手處的模擬脈搏信號校準(zhǔn)調(diào)試可使結(jié)果更為準(zhǔn)確。如圖3所示，即用壓電傳感器檢測仿真脈搏信號，并將信號處理后反饋至計算機(jī)中與初始數(shù)據(jù)及波形比對。若差值在誤差范圍允許內(nèi)，系統(tǒng)顯示通過則取下傳感器，由中醫(yī)師在仿真手上為患者診脈。若差值超過誤差范圍過大，則通過校準(zhǔn)裝置和溫度水域模擬系統(tǒng)對脈搏波進(jìn)行調(diào)節(jié)；直至差值回至誤差范圍內(nèi)，`取下傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，是用以測量人體橈動脈的脈動信號，并通過循環(huán)模擬裝置進(jìn)行脈動重現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)于遠(yuǎn)端進(jìn)行切脈診斷，其特征在于，由采集系統(tǒng)、電腦單元、脈搏波模擬系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置、仿真手組成一個整體。
2.根據(jù)專利要求I所述的基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，其特征在于，采集系統(tǒng)采用壓電傳感器和接觸式溫度傳感器，并包括一個信號處理單元、一個放大器、一個濾波器及一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)專利要求I所述的基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，其特征在于，脈搏波模擬系統(tǒng)采用直線電機(jī)和電熱裝置，直線電機(jī)作用于彈性腔模擬脈壓信號、電熱裝置作用于水域環(huán)境模擬人體體溫信號，并包含一個信號處理單元，包括一個放大器、一個數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)專利要求I所述的基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，其特征在于，校準(zhǔn)裝置采用步進(jìn)電機(jī)和精密流量閥，利用差值反饋法校準(zhǔn)調(diào)試，并包含一個壓電傳感器、一個放大器、一個濾波器、一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及一個數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)專利要求I所述的基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的脈診系統(tǒng)，其特征在于，仿真手采用硅膠膜薄制成的仿真皮膚包裹，內(nèi)含有聚四氟乙烯制成的人造血管、仿血液的非牛頓流體模型以及用于溫度模擬的水域環(huán)境。
【文檔編號】A61B5/02GK103876713SQ201410160303
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】樊瑜波, 楊潔萌, 王思聰, 夏楠彬, 徐鵬, 王麗珍 申請人:北京航空航天大學(xué)