中醫(yī)脈診傳感器、中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)及健康服務(wù)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中醫(yī)診療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種中醫(yī)脈診傳感器裝置、差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)、脈診儀、中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)及中醫(yī)脈診系統(tǒng)健康服務(wù)平臺(tái)，特別是關(guān)于脈診診療的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活環(huán)境、工作節(jié)奏和人口結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。一方面作為社會(huì)發(fā)展主力的青壯年勞動(dòng)力被亞健康及各種職業(yè)病所困擾;另一方面中國(guó)逐漸步入老齡化社會(huì)，為中國(guó)發(fā)展貢獻(xiàn)一生的老年人被慢性病和老年病所折磨?，F(xiàn)有的西醫(yī)治療方案花費(fèi)巨大且多是維持性治療，給個(gè)人帶來了無法承受的醫(yī)療花費(fèi)，也給未富先老的中國(guó)社會(huì)帶來無法回避的社會(huì)負(fù)擔(dān)；因此，越來越多的研究機(jī)構(gòu)及公司瞄準(zhǔn)中醫(yī)診療領(lǐng)域，力圖憑借先進(jìn)的電子技術(shù)、高精度的機(jī)械加工和物聯(lián)網(wǎng)方案，結(jié)合現(xiàn)已掌握的中醫(yī)醫(yī)學(xué)中診療的金標(biāo)準(zhǔn)，試圖實(shí)現(xiàn)中醫(yī)診療的精準(zhǔn)化，尤其是在脈診領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)一脈一方、一癥一方的目標(biāo)，從而提升廣大患者的治療效果并減少醫(yī)療費(fèi)用。其次，從中醫(yī)標(biāo)準(zhǔn)化角度看，較為有效的中醫(yī)診療方案只在極少數(shù)家族中傳承，并且門派眾多，中醫(yī)醫(yī)療設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化有助于解釋和比較各門派中醫(yī)診斷與治療方法。從中醫(yī)傳承看，培養(yǎng)一個(gè)合格的中醫(yī)醫(yī)生需要多年的訓(xùn)練和經(jīng)驗(yàn)積累，中醫(yī)醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)有助于縮短中醫(yī)醫(yī)生的成長(zhǎng)時(shí)間。綜上所述，中醫(yī)醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化有助于推動(dòng)中醫(yī)科學(xué)不斷前進(jìn)。
[0003]另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用以及患者的大數(shù)據(jù)分析，使得醫(yī)療資源得到更優(yōu)化配置。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中醫(yī)診療的應(yīng)用，可以帶動(dòng)中醫(yī)科學(xué)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)中藥材科學(xué)種植、加工以及市場(chǎng)資源的優(yōu)化配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種中醫(yī)脈診傳感器裝置、差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)、脈診儀、中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)及中醫(yī)脈診系統(tǒng)健康服務(wù)平臺(tái)，特別是針對(duì)中醫(yī)脈診系統(tǒng)的硬件發(fā)明，該系統(tǒng)主要解決中醫(yī)脈診診療有效性問題，從掌握的脈診金標(biāo)準(zhǔn)為原點(diǎn)，通過精確的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路采集系統(tǒng)使中醫(yī)脈診治療標(biāo)準(zhǔn)化，提升診療有效性，減少中醫(yī)醫(yī)生由于長(zhǎng)時(shí)間工作疲勞造成的診斷誤差，為沒有醫(yī)療條件的地方提供有效的中醫(yī)診療服務(wù)支撐，推動(dòng)中醫(yī)科學(xué)發(fā)展。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案，
[0006]作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種中醫(yī)脈診傳感器裝置，包括脈診陣列傳感器，所述脈診陣列傳感器用于采集測(cè)試者的脈搏信號(hào);其特征在于，所述脈診陣列傳感器根據(jù)寸上、寸、關(guān)、尺、尺下診斷金標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)傳感器陣列位置。
[0007]其中，所述脈診陣列傳感器采用柔性材料壓力傳感器陣列。
[0008]其中，所述陣列傳感器采用5 X 5的五行五列25點(diǎn)結(jié)構(gòu)，或者3 X 8的三行八列24點(diǎn)+離散I點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，其中所述離散I點(diǎn)的壓力傳感器通過柔性導(dǎo)線接出，能夠根據(jù)操作者需要而調(diào)整檢測(cè)位置。
[0009]其中，所述脈診陣列傳感器的傳感器點(diǎn)行間距為傳感器點(diǎn)列間距的1.5倍至3倍。
[0010]其中，所述脈診陣列傳感器通過彈簧接觸所述脈診陣列傳感器的觸點(diǎn)來向外傳輸信號(hào)。
[0011]其中，所述中醫(yī)脈診傳感器裝置還包括氣壓調(diào)節(jié)裝置，所述氣壓調(diào)節(jié)裝置用于在所述脈診陣列傳感器采集脈搏信號(hào)時(shí)給所述脈診陣列傳感器的采集區(qū)域提供連續(xù)變化的0-300克力的壓力。
[0012]其中，所述氣壓調(diào)節(jié)裝置通過兩個(gè)摩擦輪傳輸壓力，當(dāng)電機(jī)失控時(shí)兩個(gè)摩擦盤相對(duì)打滑，從而防止由于電機(jī)失控造成對(duì)檢測(cè)者的傷害。
[0013]作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)，包括差分閉環(huán)采樣電路，其特征在于，所述差分閉環(huán)采樣電路包括如上所述的中醫(yī)脈診傳感器裝置，以及信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元用于對(duì)所述中醫(yī)脈診傳感器裝置采集的脈搏信號(hào)進(jìn)行放大濾波并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
[0014]其中，所述信號(hào)處理單元包括前置差分電荷放大電路、4階巴特沃斯低通濾波器、閉環(huán)反饋系統(tǒng)和支持正負(fù)電壓輸出的ADC/DAC電路。
[0015]其中，所述信號(hào)處理單元采用了總線技術(shù)。
[0016]其中，所述ADC/DAC電路的采樣頻率均在ΙΟΟ-ΙΟΟΟΚΗζ范圍之間，對(duì)所述中醫(yī)脈診傳感器裝置檢測(cè)到的脈搏信號(hào)實(shí)現(xiàn)過采樣。
[0017]其中，所述前置差分電荷放大電路包括高輸入阻抗運(yùn)算放大器U3A、U3B和零漂移、低噪聲軌至軌輸出運(yùn)算放大器U2B;其中U3A的反相輸入端與插頭Jl的I端、電容Cl的一端、電阻Rl的一端相連，U3A的輸出端與電容Cl的另一端、電阻Rl的另一端相連，U3A的同相輸入端與電阻R6的一端、U3B的同相輸入端相連，電阻R6的另一端與GND相連;U3B的反相輸入端與插頭J2的I端、電容C12的一端、電阻R19的一端相連，U3B的輸出端與電容C12的另一端、電阻R19的另一端，電阻R15的一端相連，插頭J2的2端與GND相連;U2B的反相輸入端與電阻R2的一端、電阻R 5的一端相連，U 2 B的輸出端與電阻R 2的另一端相連，U 2 B的同相輸入端與電阻R15的另一端、電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與GND相連;U3A的4端與-5V、電容C2—端相連，電容C2的另一端與GND相連;U3A的8端與+5V、電容C6—端相連，電容C6的另一端與GND相連;U2B的11端與-5V、電容C3—端相連，電容C3的另一端與GND相連;U2B的4端與+5V、電容C8—端相連，電容C8的另一端與GND相連。
[0018]其中，所述4階巴特沃斯低通濾波器包括零漂移、低噪聲軌至軌輸出運(yùn)算放大器U2C和U2D;U2C的同相輸入端與電阻R8的一端、電容C4的一端相連，電容C4另一端與GND相連，U2C的反向輸入端與電阻R12的一端、電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與GND相連；U2C的輸出端與電阻R12的另一端、電容ClO的另一端相連；電阻R9—端與U2C相連，電阻R9的另一端與電阻RlO的一端、電容Cl I的一端相連;U2D的同相輸入端與電阻RlO的另一端、電容C5的一端相連，電容C5另一端與GND相連;U2D的反向輸入端與電阻R13的一端、電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端與GND相連;U2D的輸出端與電阻R13的另一端、電容Cll的另一端相連；其中R8、R12、R16、C4、C10和R9、R10、R13、R17、C5、C11組成兩個(gè)二階低通濾波器，通過改變Rl 2、Rl 6、Rl 3、Rl 7組成四階巴特沃斯低通濾波器。
[0019]其中，所述信號(hào)處理單元包括前置差分電荷放大電路、4階巴特沃斯低通濾波器、8路并行輸入16位ADC電路、微處理控制單元、8路并行輸入16位數(shù)模轉(zhuǎn)換電位基準(zhǔn)調(diào)整電路、8路跟隨器和8路加法器；以及
[0020]所述信號(hào)處理單元執(zhí)行如下的基值誤差校正流程:
[0021]在某一時(shí)間內(nèi)給定所述中醫(yī)脈診傳感器裝置的脈診陣列傳感器一個(gè)壓力值，壓力值通過前置差分電荷放大電路、4階巴特沃斯低通濾波器進(jìn)入8路并行輸入16位ADC電路，該壓力值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量進(jìn)入微處理控制單元，微處理控制單元將處理過的信息送入8路并行輸入16位數(shù)模轉(zhuǎn)換電位基準(zhǔn)調(diào)整電路，處理過的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)通過8路跟隨器與原始信號(hào)在8路加法器中相加修正，8路加法器將修正值進(jìn)一步送入8路并行輸入16位ADC電路，該循環(huán)流程使所述脈診陣列傳感器中各傳感器的電壓值趨于一致。
[0022]其中，所述差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)還包括外圍電路，所述外圍電路包括手腕支架恒溫加熱驅(qū)動(dòng)電路和溫度傳感器電路，所述溫度傳感器電路用于檢測(cè)用于擱置測(cè)試者手腕的手腕支架接觸部位的溫度，所述手腕支架恒溫加熱驅(qū)動(dòng)電路則用于根據(jù)所述溫度傳感器電路的檢測(cè)結(jié)果來決定是否驅(qū)使所述手腕支架上的加熱薄膜發(fā)熱，以便提高患者使用舒適程度。
[0023]其中，所述外圍電路還包括整流濾波及穩(wěn)壓電路，所述整流濾波及穩(wěn)壓電路用于為所述差分閉環(huán)采樣電路及各外圍電路分別單獨(dú)提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)。
[0024]作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種脈診儀，所述脈診儀包括如上所述的中醫(yī)脈診傳感器裝置。
[0025]作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種脈診儀，所述脈診儀包括如上所述的差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)。
[0026]其中，所述脈診儀為家用便攜式脈診儀或醫(yī)用脈診儀。
[0027]作為本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)，所述中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)包括:
[0028]如上所述的中醫(yī)脈診傳感器裝置，或者如上所述的差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)；以及
[0029]診療機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述診療機(jī)械結(jié)構(gòu)包括診療椅、診療桌和手腕支架，其中所述診療椅具有調(diào)整角度及升降功能，用于承載測(cè)試者的身體，調(diào)整測(cè)試者與診療桌之間的角度及高度;所述診療桌用于支撐連接前述各結(jié)構(gòu);所述手腕支架與所述診療桌相連，用于支撐測(cè)試者的手腕及胳膊，且為U型結(jié)構(gòu)。
[0030]作為本發(fā)明的還一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種中醫(yī)脈診系統(tǒng)健康服務(wù)平臺(tái)，包括:
[0031]如上所述的脈診儀，或者如上所述的中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)；以及云存儲(chǔ)和云處理平臺(tái)，用于對(duì)所述脈診儀/中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行云存儲(chǔ)，并利用云計(jì)算進(jìn)行后期病癥匹配和治療方案的選取。
[0032]本發(fā)明的中醫(yī)脈診傳感器裝置、診療儀和健康服務(wù)平臺(tái)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033](I)本發(fā)明首次將大型診療機(jī)械結(jié)構(gòu)、差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案三者相結(jié)合，構(gòu)建中醫(yī)脈診診療系統(tǒng)健康服務(wù)平臺(tái)；該平臺(tái)通過機(jī)械設(shè)計(jì)保障患者脈搏提取的穩(wěn)定性和重復(fù)性，通過差分閉環(huán)采樣系統(tǒng)更客觀準(zhǔn)確的采集患者脈搏數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案使得中醫(yī)資源得到優(yōu)化配置，提升大眾對(duì)中醫(yī)醫(yī)學(xué)的認(rèn)知度；
[0034](2)本發(fā)明中脈搏波傳感器測(cè)量結(jié)構(gòu)摒棄了傳統(tǒng)的基于腕帶式固定和充氣加壓的阻斷式測(cè)量結(jié)構(gòu)，使傳感器不依附于手腕表面，而是固定于外部支撐結(jié)構(gòu)，其加壓方式利用電機(jī)縱向推進(jìn)的非阻斷式結(jié)構(gòu);該結(jié)構(gòu)一方面避免了傳統(tǒng)附著于手腕的固定和加壓方法給患者帶來額外的壓力感受，也避免了由于阻斷壓力過大帶來的體征參數(shù)改變，影響脈搏波采集準(zhǔn)確性，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)中醫(yī)中“浮中沉”的思想；另一方面該結(jié)構(gòu)可以通過電機(jī)局部對(duì)手腕加壓實(shí)現(xiàn)“沉取”，而不腕帶加氣結(jié)構(gòu)在一定壓力下會(huì)對(duì)脈搏造成阻斷，無法實(shí)現(xiàn)“沉取”；
[0035](3)本發(fā)明中25點(diǎn)陣列(不局限為25點(diǎn))傳感器可以大范圍測(cè)量脈搏波波動(dòng)，為構(gòu)建大尺度脈搏波提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也為自動(dòng)識(shí)別“寸關(guān)尺”提供數(shù)據(jù)依據(jù)；
[0036](4)本發(fā)明中傳感器支持結(jié)構(gòu)運(yùn)用彈簧觸點(diǎn)方式，避免了由于傳感器集成在同一介質(zhì)上，導(dǎo)致脈搏波通過某一點(diǎn)傳感器將波動(dòng)傳導(dǎo)給介質(zhì)，進(jìn)而干擾所有傳感器的問題；
[0037](5)本發(fā)明中傳感器固定采用機(jī)械夾持方式，解決PVDF不能焊接的問題，而且傳感器引腳與電路板焊盤機(jī)械緊密接觸優(yōu)于傳感器導(dǎo)電膠布連接方式；
[0038](6)本發(fā)明的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)引入了人體保護(hù)結(jié)構(gòu)，防止由于電機(jī)失控造成對(duì)患者的傷害;
[0039](7)本發(fā)明引入萬向臂結(jié)構(gòu)，將脈診陣列傳感器裝配在萬向臂一端，方便醫(yī)生牽引使用；
[0040](8)本發(fā)明中引入診療椅結(jié)構(gòu)，在保證患者手腕與心臟平齊的基礎(chǔ)上，提升患者診療舒適度，適于長(zhǎng)時(shí)間脈搏檢測(cè)采集;彌補(bǔ)現(xiàn)有商品在患者測(cè)試體位上的考慮缺失，該