(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.06.25
C N 103876713
A (21)申请号 201410160303.X
(22)申请日 2014.04.21
A61B 5/02(2006.01)
(71)申请人北京航空航天大学
地址100091 北京市海淀区学院路37号
(72)发明人樊瑜波 杨洁萌 王思聪 夏楠彬
徐鹏
王丽珍
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种新的基于远程医疗的脉诊
校准装置和仿真手五个部分。通过对患者桡动脉
促使家庭与医院的信息对接，利用现代电子技术
和血流动力学相关原理完成对远端脉诊信号的模
拟仿真，实现了脉诊综合信息在远程的全面复现。
本系统可应用于中医远程医疗，使中医师真切感
受患者生理状态为患者就医带来方便。若配合可
视化软件应用，将完整实现中医四诊的远程信息
综合。另外，本发明也可用于中医学的教学实践。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图3页(10)申请公布号CN 103876713 A
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1.一种基于远程医疗的脉诊系统，是用以测量人体桡动脉的脉动信号，并通过循环模拟装置进行脉动重现，实现于远端进行切脉诊断，其特征在于，由采集系统、电脑单元、脉搏波模拟系统、校准装置、仿真手组成一个整体。
2.根据专利要求1所述的基于远程医疗的脉诊系统，其特征在于，采集系统采用压电传感器和接触式温度传感器，并包括一个信号处理单元、一个放大器、一个滤波器及一个模拟数字转换器。
3.根据专利要求1所述的基于远程医疗的脉诊系统，其特征在于，脉搏波模拟系统采用直线电机和电热装置，直线电机作用于弹性腔模拟脉压信号、电热装置作用于水域环境模拟人体体温信号，并包含一个信号处理单元，包括一个放大器、一个数字模拟转换器。
4.根据专利要求1所述的基于远程医疗的脉诊系统，其特征在于，校准装置采用步进电机和精密流量阀，利用差值反馈法校准调试，并包含一个压电传感器、一个放大器、一个滤波器、一个模拟数字转换器及一个数字模拟转换器。
5.根据专利要求1所述的基于远程医疗的脉诊系统，其特征在于，仿真手采用硅胶膜薄制成的仿真皮肤包裹，内含有聚四氟乙烯制成的人造血管、仿血液的非牛顿流体模型以及用于温度模拟的水域环境。 权 利 要 求 书CN 103876713 A
远程脉诊仪
技术领域
[0001] 本发明涉及一种中医脉诊系统，特别是涉及一种基于远程医疗的脉诊系统。
背景技术
[0002] 脉诊即切脉是中医四诊望闻问切之一，是我国人民在长期与疾病斗争过程中形成的一种诊断方法。脉搏触觉表象的变化特征是反映人体健康状况、了解疾病变化的重要内容。中医手指切脉是在以指端对桡动脉处施加不同压力条件下依靠触觉同时依靠中医知识与行医经验对病人身体状况进行诊断，其方法精妙高深，涉及脉诊时间、方法、部位及生理、病理变化等多方面。但是地域、时间等诸多不便因素严重限制了脉诊的推广和应用，于是中医与电子技术相结合的脉诊仪的开发成为一个急不可待的现实问题。然而，目前电子信息化脉诊方法存在的一个关键问题是脉诊所涉及脉象千变万化、脉名繁多，甚至存在异症同脉以及异脉同症等情况，因此试图对脉像建立数字量化标准而达到精确的诊断结果并不可行。而经过长期的实践积累，有经验的中医师可以通过手指准确的判别不同的脉象。[0003] 与此同时，中医认为人体体温的产生在于阳气，而人体之阳发于肾。阳气无形，而其功能则表现于外。因此体温的变化是体内阴阳平衡的重要标志，人体脏腑功能、气血运行、津液输布代谢均可以影响体温的变化。因而体温信号的特征可在中医诊断的过程中起到重要的辅助作用。
[0004] 针对上述问题，我们提供了一种解决方案，即设计出一种远程脉诊系统，通过物联网传递信息，
将患者的脉搏信号、体温信号在远程的仿真手上复现，使患者就医不受时间距离的约束。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种新的脉诊系统，利用电子采集和控制技术、脉搏模拟方法来实现远程医疗与中医脉诊的统一，以远程医疗实现医生对远端患者把脉诊断，从而打破现有脉诊仪思路的限制并完善其不足。
[0006] 为解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于远程医疗的脉诊系统，该系统由采集系统、电脑单元、脉搏波模拟系统、校准装置和仿真手组成一个整体。
[0007] 所述脉诊系统的采集系统由压电传感器、接触式温度传感器及电子电路组成，主要实现桡动脉处的脉搏信号和体表温度的采集，并将采集的信号进行放大、滤波，最后经其转化为数字信号，以利于远程传输。在桡动脉处置两个压电传感器时，通过对采集到的两处信号的时间差、压值差比较可得出脉搏的速度波，即沿血管轴向的流量脉动信号。[0008] 所述脉诊系统的电脑单元由家庭计算机、远程医用计算机及网络组成，通过网络技术手段实现家庭与医院的信号对接。远程医用计算机作为脉搏波模拟系统和校准装置的控制平台，其作用为：1、可将收到的脉搏波信号转化为脉搏波模拟系统中直线电机的位移控制信号；2、将校准系统采集并反馈回来的桡动脉处的脉压信号和温度信号进行分析，进
而提供控制指令，通过校准装置和温度水域模拟系统对脉搏波进行调整。
[0009] 所述脉诊系统的脉搏波模拟系统由直线电机、弹性腔、模拟血液及温度水域模拟系统组成。当位移控制信息传入直线电机后，直线电机驱动弹性腔内的挡板往复运动，从而推动腔内模拟血液流动，使其以脉冲形式进入人造血管内。弹性腔内挡板的往复频率由脉搏波的频率决定，因此通过脉搏波模拟系统可以实现对脉搏“数”属性的仿真。在温度模拟水域环境中使用PTC热敏电阻作为系统加热装置的主要元件，利用其电阻特性控制水域温度模拟人体体温。
[0010] 所述脉诊系统的校准装置由压电传感器、低功率步进电机、精密流量阀以及温度传感器组成。通过压电传感器对仿真手桡动脉处脉搏信号进行检测并反馈至医用计算机中与原始数据比对分析。医用计算机通过控制校准系统中步进电机和精密流量阀来实现对反馈脉搏信号的修正：通过步进电机改变仿真手桡动脉处的人造血管与仿真皮肤的距离，实现对脉搏“位”属性的模拟；通过步进电机对仿真手桡动脉处的人造血管进行适当的拉伸和压缩，从而改变管壁的弹性，进而影响管内流体的流动特性，改变脉搏波的脉宽、脉形，实现对于脉搏“形”属性的模拟；通过精密流量阀来控制流经仿真手桡动脉处的仿真血液的流量大小，从而实现对于脉搏“势”属性的模拟。通过仿真手桡动脉处体表的温度传感器对体表的温度信息进行检测并反馈至医用计算机中，与远端的数据进行对比分析。然后通过调节流经温度水域中热敏电阻的电流大小，来改变模拟血流的温度，从而实现对于仿真手桡动脉处的体表温度模拟。
[0011] 所述脉诊系统的仿真手采用硅胶薄膜制成的仿真皮肤包裹于仿真手外部，其内包含聚四氟乙烯制成的人造血管。由于人体血液是由电解质、蛋白质以及脂质等高分子化合物组成的粘性液体，因此模拟
血液选择与人体血液密度、粘度相似的非牛顿流体模型。[0012] 所述脉诊系统特征为：采集系统采用压电传感器以及接触式温度传感器采集患者桡动脉的脉象信息与人体温度信息，以上信息经过信号处理单元的放大器、滤波器以及模拟数字转换器进行信号处理后传入电脑单元进行数据处理，然后将电脑单元处理后的数据信息传入脉搏波模拟系统，以驱动系统中的直线电机对弹性腔模型提供动力使模拟血流进入仿真手而重现脉搏，进一步校准调整脉搏信号后由医生进行把脉诊断，以实现远程脉诊。[0013] 所述脉诊系统优势为：通过对脉搏、体温信号的处理可在远距离真实地还原就诊人的脉搏生理信息，实现远程医疗或远程会诊；可在电脑单元中存储就诊人的就诊记录和数据信息随时为复查提供参考或作为中医教学资料使用；本系统也可进一步开发或与视频通信等软件搭配使用完全实时地实现远程中医四诊。
附图说明
[0014] 图1为本发明的示意图。
[0015] 图中：10采集系统；11压电传感器；12接触式温度传感器；13放大器；14滤波器；15模拟数字转换器；16电脑单元；17数字模拟转换器；18脉搏波模拟系统；19人造血管及仿真手。
[0016] 图2为本发明中驱动装置示意图。
[0017] 图中：20远程医用电脑单元；21模拟数字转换器；22直线电机；23温度水域模拟装置；24脉搏波模拟装置；25仿真手；26人造血管。
[0018] 图3为本发明中校准装置示意图。
[0019] 图中：30脉搏波模拟系统；31远程医用电脑单元；32数字模拟转换器；33模拟数字转换器；34传感器装置；35精密流量阀；36步进电机。
[0020] 图4为本发明中步进电机调节脉搏波属性示意图。
[0021] 图中：a为步进电机调整仿真手桡动脉处的人造血管与仿真皮肤的距离；b为步进电机调整仿真手桡动脉处的人造血管弹性。
具体实施方式
[0022] 如图1所示，本远程脉诊系统由采集系统、电脑传输装置、脉搏波模拟系统、校准装置、仿真手五大部分组成。
[0023] 本系统采用压电传感器和接触式温度传感器分别采集患者桡动脉的脉象信息与人体温度信息，将采集到的信号经放大器、滤波器、模拟数字转换器处理。将处理后的信号导入家庭计算机，通过网络技术传送至远端计算机。
[0024] 当远端计算机接收到该信号后，通过对信号解析绘制出就诊人的脉搏波图像并提取出脉搏信号和
体温值并保存图像和数据。如图2所示，转换后的体温信号传入水域环境，通过电热法对模拟血液加热；脉压信号传入直线电机，直线电机将电能转化为机械能作用于弹性腔内，使模拟血流以脉动方式在仿真手处的人造血管内循环。
[0025] 在本脉诊系统中，通过对仿真手处的模拟脉搏信号校准调试可使结果更为准确。如图3所示，即用压电传感器检测仿真脉搏信号，并将信号处理后反馈至计算机中与初始数据及波形比对。若差值在误差范围允许内，系统显示通过则取下传感器，由中医师在仿真手上为患者诊脉。若差值超过误差范围过大，则通过校准装置和温度水域模拟系统对脉搏波进行调节；直至差值回至误差范围内，取下传感器。
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