中醫脈象采集系統技術方案

一種中醫脈象采集系統，由計算機分別連接A/D采集卡、顯示器和打印機，A/D采集卡還分別連接氣路系統和傳感器接口電路，傳感器接口電路連接脈搏傳感器。傳感器接口電路有恒流源、與脈搏傳感器輸出端相連的前置放大器、分別與前置放大器的輸出端相連的電壓跟隨器和高通濾波器、與電壓跟隨器的輸出端相連的低通濾波器、與高通濾波器的輸出端相連的低通濾波器以及與低通濾波器輸出端相連的主放大器。氣路系統有通過氣路相互連接的氣泵、泄氣閥、電磁閥和氣囊。本實用新型專利技術可快速調節傳感器感壓面的位置，尋找最佳采集點，保證脈象的準確測量，能夠實現對脈象的快速定位，且定位精度很高，在最短的時間內準確捕捉到脈象信息。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

中醫脈象米集系統
本技術涉及一種脈象采集裝置。特別是涉及一種能夠對脈搏信號進行科學合理檢測的中醫脈象采集系統。
技術介紹
脈搏信號是由心臟的收縮與舒張以及血液在沿血管的流動過程中所遇到的各種阻力相互作用而形成的，當脈搏波由心臟開始向動脈系統傳播時，不僅要受到心臟本身的影響，同時也會受到流經各級動脈及分支中各種生理因素如血管阻力、血管壁彈性等的影響，因而脈搏波信號中包含極豐富的血管系統生理病理信息，脈搏波的波形特征與心血管系統中的特征參數變化密切相關。因此，對脈搏信號進行科學合理的檢測、診斷、分析，以便更有效地防治疾病，已成為世界各國迫切需要解決的一項重大課題，并對臨床醫學的發展具有重要意義。隨著現代科學的進步，以及西醫學、生物力學、數學、電子學、工程學等多學科向中醫領域滲透，脈診客觀化的研究在多方面取得了進展，主要研究領域在儀器研制、臨床研究、參數分析等方面，其中脈診儀器設計與研制尤為重要。脈診客觀化研究已成為中西醫結合醫學的重大科學課題。隨著儀器研制、臨床實驗、動物實驗、模擬實驗、參數分析等工作的深入，現代科學技術不斷地滲入，預計不久的將來，中醫脈診客觀化、現代化問題必將獲得解決，對中醫脈象的形成機理，也將獲得一個令人滿意的解釋。同時，脈學的研究對深入發掘中醫理論，提高中醫臨床診療水平，促進現代醫學信息科學的發展都有重要的意義。多年來，國內在脈診客觀化方面做了大量工作。從二十世紀五十年代起，北京中醫藥大學、上海中醫藥大學、西北工業大學、臺灣等地的學者對脈象客觀化進行了大量研究，并取得了一系列成績。另外，日本、韓國、德國、加拿大、俄羅斯和美國等學者也對中醫脈診客觀化進行了研究。在脈診客觀化研究方面，按研究方向可以分為采集系統研制、客觀化數字特征分析與診斷、脈象的機理建模、臨床脈診應用研究等四個方面。下面主要介紹前兩個方面的國內外研究現狀。( I)脈象采集系統的研究現狀脈象采集系統的研究主要分為兩個方面:一是脈象傳感器，二是脈象儀系統。其中脈象傳感器是最關鍵的，它所采集的信息將直接影響后面的信息分析，最終決定脈波分析系統的檢測性能。采用傳感器檢測脈搏，可以客觀地得到脈搏的主要信息，記錄出脈搏波信號，有利于存儲和分析，對人體無創傷且使用方便，因而在實際中得到廣泛的應用。按傳感器分類，常用的脈搏測量裝置有應變式壓力脈搏傳感器、光電式容積脈搏傳感器、電阻抗式容積脈搏傳感器、壓電晶體式壓力脈搏傳感器、水銀應變式容積脈搏傳感器、密封腔式容積脈搏傳感器等。其中應用較多的是應變式壓力脈搏波傳感器、光電式容積脈搏傳感器、電阻抗式容積脈搏傳感器和壓電晶體式壓力脈搏傳感器。尤其是光電式容積脈搏傳感器，由于實現了光電隔離，減少了后級模擬電路的干擾，發光二極管采用紅色單色光，穩定性好，傳感器做成遮光指套式，減少了外界光的干擾。近些年來，國內相繼開發了多種不同類型的脈象采集系統，如北京的TP-CPS型分析儀、上海中醫藥大學的ZM-1、ZM-1II型脈象儀、天津的MTY-2型脈圖儀等，另外，國外也研究出了一些脈象儀，如德國Paik和Yoo的電子脈象儀能描出虛實寒熱的脈象。俄羅斯、意大利、日本和韓國等也都研究出類似的儀器，但他們依據的醫學理論同傳統的中醫脈診有些不同。由北京中醫藥大學和中國醫學科學院生物醫學工程研究所科研人員共同合作研制的Bio-Me百脈中醫脈診儀，該產品的研究起點比較高，集合了仿人手指的柔性壓力傳感器，三維定位，多路信號復合采集和綜合分析等優點。(2)脈象信號分析方法的研究現狀脈象傳感器采集到的脈搏信息經過放大、濾波等處理后，再經AD轉換輸入計算機，就可以通過算法軟件進行處理和分析，以得到脈象的定量化指標和分類。中醫脈學將脈象分為平脈、滑脈、弦脈等28種基本脈類。它們各自有自己的特征，中醫脈學都以比喻的方式加以描述。在脈診客觀化的研究過程中，人們希望從傳感器采集的脈搏信息中找到各脈的量化特征，對其分析，進而實現自動、準確的分類。信號分析方法，主要有時域分析、頻域分析、時頻聯合分析法等幾類方法。時域分析法是通過結合人體心血管系統的動態特征或中醫脈象的特性，對脈搏波圖上與時間有關的主峰、潮波、重搏波的幅值、曲線下的面積、曲線與坐標的夾角等內容進行統計分析、多元分析等，以尋找判別脈象的特征參數，與此相應還常采用脈搏波曲線的一階導數配合同步分析。另外北京、南京等地通過建立數學模型和估計參數的方法來判別脈象。時域分析法是中醫脈象分析方面最常用的一種分析方法。微分圖的判讀:脈圖微分圖又稱速率圖，它和脈圖曲線有嚴格的數學對應關系。如果將脈圖視為壓力波，微分圖即為dp/dt圖形；如果將脈圖視為動脈管壁位移，微分圖即為動脈管壁的位移速度曲線。微分圖反映的是脈圖曲線中各點的變化率，它能更加靈敏、明顯地反映脈圖中各個時間點的生理特征。時頻聯合分析法即時頻表示(TFR)是把一維信號或系統表示成一個時間和頻率的二維函數，在時頻平面上能夠反映出各個時刻的信號的譜成分。常用的時頻表示方法有短時傅立葉變換和小波變換(WT)。脈象信息的頻域分析方法(頻域，能量，特性)與時域分析不同，脈搏信號的頻域特征可分辨性好，如功率譜分析和倒譜分析等。功率譜分析利用廣義平穩隨機過程的N個樣本數據估計該過程的功率譜密度稱為功率譜估計，亦可稱為譜分析。對信號進行功率譜分析的算法通常有二種，一種是經典的快速傅里葉變換(FFT)，在目前的頻譜分析中采用較多。有研究提取信號功率譜特征值，如前次峰、第一主峰、第二主峰的頻率、諧波數、譜能比等。功率譜雖比較成熟，但在脈搏波信號分析中FFT譜的特征峰不突出，可能是存在樣本截斷后能量泄漏從而易產生虛假細節。另一種對信號進行功率譜分析的算法是最大熵譜估計，它首先根據離散采樣信號建立時間序列模型(自回歸模型)，然后根據模型計算功率譜。應用AR譜分析脈搏波信號時，可以得到比FFT譜更光滑、特征更明顯的譜線，并且可分辨出在動脈硬化等心血管疾病時AR譜峰值頻率及建模參數的變異。倒譜分析:倒譜是對頻譜取對數后進行傅氏變換的，它將頻域內的周期成分(如諧波族)轉化為倒譜上的單根線譜及其倒諧波，這樣可從倒諧峰的特征而準確、方便地得到脈搏周期。倒譜經倒濾波技術處理后，可得到脈象的倒濾波譜。宋建勤等運用倒譜理論討論了正常心律和非正常心律受檢者的脈搏信號在倒譜域中的特征表現，并通過對286例脈搏信號的倒譜分析，發現代脈信號與其他正常心律脈搏信號的倒譜特征差別顯著。80年代以來國內外一些學者開始在頻域內對脈搏信號進行分析，初步取得了有意義的結果。趙承筠等對妊娠滑脈和非妊娠滑脈作頻譜分析，發現兩者頻譜諧波的相對幅度和數量存在明顯差異；劉廣斌等將滑脈與健康婦女的脈搏信號作了功率譜比較，其主要結果是:健康婦女脈搏功率譜的能量分布在O 20Hz內，在大于20Hz的頻段上無能量分布；而兩種滑脈信號的功率譜絕大多數能量分布在20Hz以內，但20Hz以上均有能量分布。總之，脈搏信號的各種分析方法，為中醫脈診獲取各種病理信息作出了貢獻，極大地推動了中醫脈診向客觀化、現代化方向發展。隨著計算機應用的普及以及計算機技術的智能化，目前電子計算機能更全面、更客觀、更詳細地采集和記錄脈圖信息，己廣泛應用于脈圖的各種分析當中，尤其近年來人工神經智能領域中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中醫脈象采集系統，包括計算機（1），其特征在于，所述的計算機（1）分別連接A/D采集卡（5）、顯示器（6）和打印機（7），所述的A/D采集卡（5）還分別連接氣路系統（2）和傳感器接口電路（4），所述的傳感器接口電路（4）連接脈搏傳感器（3）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王聯，
申請(專利權)人：蕪湖圣美孚科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：