遠程脈診儀的製作方法
2023-10-24 06:56:12 2
遠程脈診儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新的基於遠程醫療的脈診系統，包括採集系統、電腦單元、脈搏波模擬系統、校準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，藉助網絡技術促使家庭與醫院的信息對接，利用現代電子技術和血流動力學相關原理完成對遠端脈診信號的模擬仿真，實現了脈診綜合信息在遠程的全面復現。本系統可應用於中醫遠程醫療，使中醫師真切感受患者生理狀態為患者就醫帶來方便。若配合可視化軟體應用，將完整實現中醫四診的遠程信息綜合。另外，本發明也可用於中醫學的教學實踐。
【專利說明】遠程脈診儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種中醫脈診系統，特別是涉及一種基於遠程醫療的脈診系統。
【背景技術】
[0002]脈診即切脈是中醫四診望聞問切之一，是我國人民在長期與疾病鬥爭過程中形成的一種診斷方法。脈搏觸覺表象的變化特徵是反映人體健康狀況、了解疾病變化的重要內容。中醫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知識與行醫經驗對病人身體狀況進行診斷，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重限制了脈診的推廣和應用，於是中醫與電子技術相結合的脈診儀的開發成為一個急不可待的現實問題。然而，目前電子信息化脈診方法存在的一個關鍵問題是脈診所涉及脈象千變萬化、脈名繁多，甚至存在異症同脈以及異脈同症等情況，因此試圖對脈像建立數字量化標準而達到精確的診斷結果並不可行。而經過長期的實踐積累，有經驗的中醫師可以通過手指準確的判別不同的脈象。
[0003]與此同時，中醫認為人體體溫的產生在於陽氣，而人體之陽發於腎。陽氣無形，而其功能則表現於外。因此體溫的變化是體內陰陽平衡的重要標誌，人體臟腑功能、氣血運行、津液輸布代謝均可以影響體溫的變化。因而體溫信號的特徵可在中醫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，即設計出一種遠程脈診系統，通過物聯網傳遞信息，將患者的脈搏信號、體溫信號在遠程的仿真手上復現，使患者就醫不受時間距離的約束。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提 供一種新的脈診系統，利用電子採集和控制技術、脈搏模擬方法來實現遠程醫療與中醫脈診的統一，以遠程醫療實現醫生對遠端患者把脈診斷，從而打破現有脈診儀思路的限制並完善其不足。
[0006]為解決以上技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的:一種基於遠程醫療的脈診系統，該系統由採集系統、電腦單元、脈搏波模擬系統、校準裝置和仿真手組成一個整體。
[0007]所述脈診系統的採集系統由壓電傳感器、接觸式溫度傳感器及電子電路組成，主要實現橈動脈處的脈搏信號和體表溫度的採集，並將採集的信號進行放大、濾波，最後經其轉化為數位訊號，以利於遠程傳輸。在橈動脈處置兩個壓電傳感器時，通過對採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]所述脈診系統的電腦單元由家庭計算機、遠程醫用計算機及網絡組成，通過網絡技術手段實現家庭與醫院的信號對接。遠程醫用計算機作為脈搏波模擬系統和校準裝置的控制平臺，其作用為:1、可將收到的脈搏波信號轉化為脈搏波模擬系統中直線電機的位移控制信號；2、將校準系統採集並反饋回來的橈動脈處的脈壓信號和溫度信號進行分析，進而提供控制指令，通過校準裝置和溫度水域模擬系統對脈搏波進行調整。
[0009]所述脈診系統的脈搏波模擬系統由直線電機、彈性腔、模擬血液及溫度水域模擬系統組成。當位移控制信息傳入直線電機後，直線電機驅動彈性腔內的擋板往復運動，從而推動腔內模擬血液流動，使其以脈衝形式進入人造血管內。彈性腔內擋板的往復頻率由脈搏波的頻率決定，因此通過脈搏波模擬系統可以實現對脈搏「數」屬性的仿真。在溫度模擬水域環境中使用PTC熱敏電阻作為系統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] 所述脈診系統的校準裝置由壓電傳感器、低功率步進電機、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行檢測並反饋至醫用計算機中與原始數據比對分析。醫用計算機通過控制校準系統中步進電機和精密流量閥來實現對反饋脈搏信號的修正:通過步進電機改變仿真手橈動脈處的人造血管與仿真皮膚的距離，實現對脈搏「位」屬性的模擬；通過步進電機對仿真手橈動脈處的人造血管進行適當的拉伸和壓縮，從而改變管壁的彈性，進而影響管內流體的流動特性，改變脈搏波的脈寬、脈形，實現對於脈搏「形」屬性的模擬；通過精密流量閥來控制流經仿真手橈動脈處的仿真血液的流量大小，從而實現對於脈搏「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行檢測並反饋至醫用計算機中，與遠端的數據進行對比分析。然後通過調節流經溫度水域中熱敏電阻的電流大小，來改變模擬血流的溫度，從而實現對於仿真手橈動脈處的體表溫度模擬。
[0011]所述脈診系統的仿真手採用矽膠薄膜製成的仿真皮膚包裹於仿真手外部，其內包含聚四氟乙烯製成的人造血管。由於人體血液是由電解質、蛋白質以及脂質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]所述脈診系統特徵為:採集系統採用壓電傳感器以及接觸式溫度傳感器採集患者橈動脈的脈象信息與人體溫度信息，以上信息經過信號處理單元的放大器、濾波器以及模擬數字轉換器進行信號處理後傳入電腦單元進行數據處理，然後將電腦單元處理後的數據信息傳入脈搏波模擬系統，以驅動系統中的直線電機對彈性腔模型提供動力使模擬血流進入仿真手而重現脈搏，進一步校準調整脈搏信號後由醫生進行把脈診斷，以實現遠程脈診。
[0013]所述脈診系統優勢為:通過對脈搏、體溫信號的處理可在遠距離真實地還原就診人的脈搏生理信息，實現遠程醫療或遠程會診；可在電腦單元中存儲就診人的就診記錄和數據信息隨時為複查提供參考或作為中醫教學資料使用；本系統也可進一步開發或與視頻通信等軟體搭配使用完全實時地實現遠程中醫四診。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的示意圖。
[0015]圖中:10採集系統；11壓電傳感器；12接觸式溫度傳感器；13放大器；14濾波器；15模擬數字轉換器；16電腦單元；17數字模擬轉換器；18脈搏波模擬系統；19人造血管及仿真手。
[0016]圖2為本發明中驅動裝置示意圖。
[0017]圖中:20遠程醫用電腦單元；21模擬數字轉換器；22直線電機；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為本發明中校準裝置示意圖。
[0019]圖中:30脈搏波模擬系統；31遠程醫用電腦單元；32數字模擬轉換器；33模擬數字轉換器；34傳感器裝置；35精密流量閥；36步進電機。
[0020]圖4為本發明中步進電機調節脈搏波屬性示意圖。
[0021]圖中:a為步進電機調整仿真手橈動脈處的人造血管與仿真皮膚的距離；b為步進電機調整仿真手橈動脈處的人造血管彈性。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本遠程脈診系統由採集系統、電腦傳輸裝置、脈搏波模擬系統、校準裝置、仿真手五大部分組成。
[0023]本系統採用壓電傳感器和接觸式溫度傳感器分別採集患者橈動脈的脈象信息與人體溫度信息，將採集到的信號經放大器、濾波器、模擬數字轉換器處理。將處理後的信號導入家庭計算機，通過網絡技術傳送至遠端計算機。
[0024]當遠端計算機接收到該信號後，通過對信號解析繪製出就診人的脈搏波圖像並提取出脈搏信號和體溫值並保存圖像和數據。如圖2所示，轉換後的體溫信號傳入水域環境，通過電熱法對模擬血液加熱；脈壓信號傳入直線電機，直線電機將電能轉化為機械能作用於彈性腔內，使模擬血流以脈動方式在仿真手處的人造血管內循環。
[0025]在本脈診系統中，通過對仿真手處的模擬脈搏信號校準調試可使結果更為準確。如圖3所示，即用壓電傳感器檢測仿真脈搏信號，並將信號處理後反饋至計算機中與初始數據及波形比對。若差值在誤差範圍允許內，系統顯示通過則取下傳感器，由中醫師在仿真手上為患者診脈。若差值超過誤差範圍過大，則通過校準裝置和溫度水域模擬系統對脈搏波進行調節；直至差值回至誤差範圍內，`取下傳感器。
【權利要求】
1.一種基於遠程醫療的脈診系統，是用以測量人體橈動脈的脈動信號，並通過循環模擬裝置進行脈動重現，實現於遠端進行切脈診斷，其特徵在於，由採集系統、電腦單元、脈搏波模擬系統、校準裝置、仿真手組成一個整體。
2.根據專利要求I所述的基於遠程醫療的脈診系統，其特徵在於，採集系統採用壓電傳感器和接觸式溫度傳感器，並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字轉換器。
3.根據專利要求I所述的基於遠程醫療的脈診系統，其特徵在於，脈搏波模擬系統採用直線電機和電熱裝置，直線電機作用於彈性腔模擬脈壓信號、電熱裝置作用於水域環境模擬人體體溫信號，並包含一個信號處理單元，包括一個放大器、一個數字模擬轉換器。
4.根據專利要求I所述的基於遠程醫療的脈診系統，其特徵在於，校準裝置採用步進電機和精密流量閥，利用差值反饋法校準調試，並包含一個壓電傳感器、一個放大器、一個濾波器、一個模擬數字轉換器及一個數字模擬轉換器。
5.根據專利要求I所述的基於遠程醫療的脈診系統，其特徵在於，仿真手採用矽膠膜薄製成的仿真皮膚包裹，內含有聚四氟乙烯製成的人造血管、仿血液的非牛頓流體模型以及用於溫度模擬的水域環境。
【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 優先權日:2014年4月21日
【發明者】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