“懸絲診脈”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究程曉宇曾實(shí)現(xiàn)

劉紀(jì)新

摘 要：中醫(yī)講究的“望、聞、問(wèn)、切”的診斷四法，其中“望、聞、問(wèn)”因?yàn)橐曨l通信發(fā)展在遠(yuǎn)程會(huì)診中得以實(shí)現(xiàn)。但“切脈”這一重要的診斷手段卻尚未得到解決。本文針對(duì)上述所提到的中醫(yī)當(dāng)前的問(wèn)題，結(jié)合新材料PVDF壓電薄膜，提出一種解決方法。脈搏采集系統(tǒng)將病人的脈搏振動(dòng)信號(hào)采集、傳輸，并在遠(yuǎn)端將采集到的脈搏振動(dòng)還原，由中醫(yī)專家通過(guò)還原后的振動(dòng)信號(hào)來(lái)確診病情。該方法解決了目前中醫(yī)遠(yuǎn)程會(huì)診當(dāng)中遠(yuǎn)處的中醫(yī)專家無(wú)法親自對(duì)病人進(jìn)行脈診的問(wèn)題，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于中醫(yī)現(xiàn)代化脈診設(shè)備的發(fā)展有一定借鑒。

關(guān)鍵詞：近代醫(yī)學(xué);切脈;中醫(yī)遠(yuǎn)程會(huì)診

1 緒論

中醫(yī)學(xué)在新時(shí)代潮流的影響下，中醫(yī)的遠(yuǎn)程會(huì)診也開(kāi)始逐漸成熟。全國(guó)各地的中醫(yī)學(xué)專家開(kāi)始利用遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)，針對(duì)具體病人的具體病癥進(jìn)行相關(guān)的具體討論和學(xué)術(shù)上的交流，這促進(jìn)了中醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展和進(jìn)步，使得更多的人可以享受到中醫(yī)帶給人們的好處和便利?，F(xiàn)有的中醫(yī)遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)當(dāng)中雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)病人病癥的“望、聞、問(wèn)”，但是切脈這一需要中醫(yī)親自進(jìn)行的關(guān)鍵診治步驟卻尚未實(shí)現(xiàn)，這嚴(yán)重限制了中醫(yī)在遠(yuǎn)程會(huì)診方面的診斷能力和對(duì)病人病癥判斷的準(zhǔn)確性，不利于中醫(yī)在遠(yuǎn)程會(huì)診方面的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

2 設(shè)計(jì)方案

本文提出的遠(yuǎn)程切脈系統(tǒng)主要功能是能夠通過(guò)脈搏采集系統(tǒng)將病人的脈搏振動(dòng)信號(hào)采集、傳輸云端、進(jìn)入大數(shù)據(jù)比對(duì)分析，將比對(duì)結(jié)果傳給遠(yuǎn)端的中醫(yī)專家，并在遠(yuǎn)端利用壓電材料將采集到的脈搏振動(dòng)還原，由中醫(yī)專家通過(guò)還原后的振動(dòng)信號(hào)來(lái)確診病情。

遠(yuǎn)程切脈系統(tǒng)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸、共享，可以使得多地專家除了能夠看到采集的脈搏信號(hào)以外，也能夠親手接觸病人脈搏的模擬反演，并對(duì)其進(jìn)行診斷。還可以在采集端實(shí)現(xiàn)模擬中醫(yī)指法的動(dòng)作和對(duì)患者脈象的采集，在還原端實(shí)現(xiàn)對(duì)患者脈象的動(dòng)作還原，從而在遠(yuǎn)端完成對(duì)中醫(yī)指法和患者脈象的采集，完成整個(gè)中醫(yī)脈診過(guò)程的記錄。

系統(tǒng)框圖如圖1所示：

3 模塊設(shè)計(jì)

本文提出的遠(yuǎn)程切脈系統(tǒng)主要包括：脈搏振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)、遠(yuǎn)端接收系統(tǒng)以及脈搏模擬反演還原系統(tǒng)。

每個(gè)部分都擁有不同的功能，分別如下：

（1）信號(hào)采集模塊：在設(shè)計(jì)中選擇PVDF壓電薄膜作為信號(hào)采集傳感器傳感器，主要完成脈象信號(hào)的提取，以PVDF壓電薄膜為脈象采集傳感器，PVDF壓電薄膜傳感器測(cè)到的脈象信號(hào)十分微弱，需經(jīng)過(guò)放大處理。要選擇一種輸入阻抗足夠高的放大電路進(jìn)行匹配，而電荷放大器正是理想的放大電路，將PVDF壓電薄膜傳感器輸出的電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。人體脈搏信號(hào)采集器大小不小于3mm，壓電薄膜厚度不小于100μm，使用溫度在40～80℃，具有較好的信噪比和探測(cè)靈敏度;

（2）信號(hào)處理模塊：將采集到的脈象數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理與分析，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送到主核芯片，并利用USB通信模塊把脈搏信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，完成前端弱小的脈象信號(hào)的處理的作用。先針對(duì)脈搏信號(hào)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)前端放大電路，濾波電路，此外要去除50HZ工頻的干擾問(wèn)題還需要設(shè)計(jì)陷波電路，之后還需設(shè)計(jì)AD轉(zhuǎn)換模塊、電源電路模塊，完成上位機(jī)的信號(hào)傳輸。

（3）遠(yuǎn)程傳輸模塊：完成數(shù)據(jù)的傳輸和上傳工作，介入互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)入云平臺(tái)的傳輸路徑。

（4）脈搏模擬還原模塊：電路的設(shè)計(jì)主要包括電源模塊，脈搏還原傳感器模塊，單片機(jī)控制模塊，接口電路模塊等。脈搏信號(hào)的反演采用音圈電機(jī)作為脈象模擬動(dòng)作器，需還原28鐘脈象，搏動(dòng)幅度大約在1mm左右，搏動(dòng)強(qiáng)度一般不小于0.5N，搏擊行程不小于1mm。由于中醫(yī)存在多種診脈手法，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)手指和反演動(dòng)作的同步及運(yùn)動(dòng)位置的精確控制，還需進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究;

4 結(jié)論

本文提出的遠(yuǎn)程切脈系統(tǒng)：

（1）可以讓醫(yī)生診斷更加方便、高效與安全，不受時(shí)間、空間、距離的限制，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的診斷;不僅能完成脈診的核心診斷功能，還能充分利用各種時(shí)間進(jìn)行診斷和病人復(fù)診。

（2）可以讓中醫(yī)醫(yī)技有更加直接的傳承，記錄脈診的全過(guò)程，仿生重現(xiàn)病人的脈象及施脈過(guò)程，從而為學(xué)徒們提供更為直接的學(xué)習(xí)手段，擴(kuò)大師徒傳承的徒弟數(shù)量，加速徒弟的成材;

（3）實(shí)現(xiàn)中醫(yī)脈診相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化，讓中醫(yī)脈診更加容易被學(xué)會(huì)，對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)的發(fā)展有難以想象的助力作用。

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