CN104352223A - 一种压力调节式脉象测量智能手表及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力调节式脉象测量智能手表，包括表带组件和表芯组件，所述表带组件包括凸起的接触面和脉博传感器；所述表芯组件包括表带卷轴，微型步进电机，手表齿轮，步进电机驱动单元，A/D转换单元，CPU单元，无线接口单元，存储单元，触摸屏。表带在微型步进电机的作用下调节脉博传感器的所受的压力，脉博传感器测量脉象特征参数，其优点是容易测量，经过CPU单元的逻辑运算，获得脉象指数并间接推算出包含消化系统，血液循环系统，内分泌系统的健康状况的健康指标。本发明还公开了一种压力调节式脉象测量方法。本发明能够存储长期的脉象数据和并能对该智能手表进行无线通讯及控制，将脉象指数和健康指标显示在触摸屏上，方便及时掌握人体的健康状态。

Description

一种压力调节式脉象测量智能手表及测量方法

技术领域

本发明涉及生物医学的脉象测量技术领域，特别涉及一种压力调节式脉象测量智能手表，还涉及一种压力调节式脉象测量方法。

背景技术

中医脉诊是中医临床的一个重要诊断方法，依靠手指对患者的桡动脉进行脉诊，即俗称的号脉，是传统中医实施疾病诊断的重要手段之一。中医通过手指对患者桡动脉施以不同的压触力，并分别在这些不同的压力状态下感知患者的脉搏搏动情况。获得中医所称的脉象。包括频率、节律、充盈度、通畅的情况、动势的和缓、波动的幅度等。根据传统中医理论，脉象的形成，与脏腑气血关系密切。如心主血脉，肺朝百脉，脾统血，肝藏血，肾精化血等功能变化，均可导致脉象的改变，故不同的脉象可反映出脏腑气血的生理及病理变化。

但中医脉诊缺点是缺乏客观、定量的标准。为此市场上出现了各式各样的脉象仪。现有的脉象仪，无论是大型的还是小型腕带式的，只能得到脉象的波形数据或脉象图，这种脉象图即使是对于专业的中医师来说也是非常难懂的，还不如直接用手把脉更直观、有效，这就导致了现有的脉象仪无论是在医院还是在家庭都很少使用。     另外，医院检查只能测量到患者当时的脉象，而对于中医师来说，长期的脉象数据非常关键，它能反映病情产生过程，发展阶段和进退；而由于脉图的数据量过于庞大，现有的脉象仪无法存储长期的数据。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明提供一种压力调节式脉象测量智能手表及测量方法，该智能手表结构简单、携带方便，可有效地对脉象进行实时监测，并能将监测数据无线传输到智能终端，有利于中医师及时掌握患者的健康状态。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压力调节式脉象测量智能手表, 包括表带组件和表芯组件，其特征在于：所述表带组件包括表带，在表带与手腕的寸口脉接触的位置处设置有一个凸起的接触面，用于测量脉象数据的脉搏传感器设置在所述的接触面上，在脉博传感器上设置了多个接触点用于对应寸口脉的寸、关和尺位置；所述表芯组件包括用于连接表带组件与表芯组件的表带卷轴，微型步进电机在步进电机驱动单元控制下，通过手表齿轮精确地调节表带的长度，以控制脉搏传感器与手腕接触的压力，所述脉搏传感器通过内部引线与A/D 转换单元的输入端相连，该A/D 转换单元与用于处理脉象数据的CPU单元连接。

在上述技术方案中，微型步进电机驱动手表齿轮转动，精准调节表带的长度，以适应不同个体手腕大小的差异，以及适应手掌握紧和放松时手腕尺寸的变化，使脉搏传感器与寸口脉的接触压力保持较为稳定的状态，提高脉象数据测量的准确性。脉搏传感器采集到的脉象数据为模拟信号，A/D转换单元将该模拟信号转化为数字信号，方便CPU单元进行数据处理和分析，同时节约了数据存储空间，有利于对脉象的长期监测和对监测数据的无线传输。

进一步,在上述技术方案中，所述表芯组件还包括用于存储脉象数据的存储单元，用于传输脉象数据和接收控制信号的无线接口单元以及电池组。脉象数据经过CPU单元处理后，可以通过无线接口传送给远程终端设备，如电脑和智能手机，有利于中医师对患者脉象数据的及时掌握，了解患者健康状态。同时终端设备通过无线接口向该智能手表发送控制指令。

更进一步,该智能手表还包括显示脉象数据的触摸屏和后盖，表芯组件装配在触摸屏和后盖之间并固定。智能手表安装的触摸屏方便患者查看自己的脉象数据，以及控制微型步进电机，使表带长度适合自己的手腕尺寸。

 所述脉博传感器是压电传感器或电容传感器或电阻传感器。

 更进一步所述脉博传感器采用的是PVDF簿膜压电传感器。

 所述无线接口单元所采用的无线连接方式是wifi或蓝牙或红外。

作为优先，所述表带由可伸缩的弹性材料制成。因此可以，可以通过微型步进电机调节表带的长度，这样就调节了脉博传感器的所受的压力的大小，以模拟中医脉诊中的“举、按、寻”操作。

本发明还提供一种压力调节式脉象测量方法,包括以下步骤：步骤（a）将脉博传感器所探测到的寸关尺脉波形的模拟信号，通过A/D 转换单元进行数字化后，输入到CPU 单元进行处理将其整理为的脉象波形图；步骤（b）通过CPU单元内置的逻辑程序，从脉象波形图中提取脉象特征参数，经过逻辑运算获得脉象指数和健康指标并显示在触摸屏上或通过无线传输显示在远程终端设备上；步骤(c)将构成脉象指数和健康指标的各类脉象数据保存在存储单元内或远程终端设备的存储器上。

由于脉象波形图包含的数据量太大，很难对它进行分析，也无法在手表上储存长时间的数据。通CPU单元的内置逻辑程序提取波形图上的特征参数（如波峰、波谷和频率等），从而对这些特征参数进行运算，获得脉象指数并间接获得健康指标。

在上述方法所述的脉象指数包括脉博的频率、脉博周期的稳定性、脉博周期连续性、脉象沉浮程度、脉象强弱程度、脉管软硬程度、尺脉强度；所述的健康指标包括消化系统健康指标，血液循环系统健康指标和内分泌系统健康指标。

可选地，使用触摸屏或远程终端设备，通过CPU单元控制该智能手表对脉象数据的测量和数据处理。

本发明的一种压力调节式脉象测量智能手表及测量方法的有益效果是：

1.能够自动调节表带长度，不仅能提高手腕的舒适性，还能使脉搏传感器与寸口脉的接触压力保持较为稳定的状态，提高脉象数据测量的准确性；

2.将脉象数据以脉象指数和健康指标的形式显示，不仅数据所占字节小，节约了数据存储空间，有利于对脉象的长期监测和对测量数据的无线传输，还能提高中医师对脉象判断的客观性；

3.该智能手表能将脉象数据无线传输给智能终端设备，方便中医师及时掌握患者的健康状态；

4.该智能手表的表芯组件结构紧凑，装配在触摸屏与后盖之间，能够节约空间，方便携带和使用。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式对本发明做作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图。

图中标记：1-表带、2-接触面、3-脉搏传感器、4-表带卷轴、5-微型步进电机、6-步进电机驱动单元、7-手表齿轮、8-A/D转换单元、9-CPU单元、10-存储单元、11-无线接口单元、12-电池组、13-触摸屏、14-后盖。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示,本发明的压力调节式脉象测量智能手表包括表带组件和表芯组件，所述表带组件包括表带1，在表带1与手腕的寸口脉接触的位置处设置有一个凸起的接触面2，用于测量脉象数据的脉搏传感器3设置在所述的接触面2上，在脉博传感器3上设置了多个接触点用于对应寸口脉的寸、关和尺位置；所述表芯组件包括用于连接表带组件与表芯组件的表带卷轴4，微型步进电机5在步进电机驱动单元6控制下，通过手表齿轮7精确地调节表带1的长度，以控制脉搏传感器3与手腕接触的压力，所述脉搏传感器3通过内部引线与A/D 转换单元8的输入端相连，该A/D 转换单元8与用于处理脉象数据的CPU单元9连接。

所述表芯组件还包括用于存储脉象数据的存储单元10，用于传输脉象数据和接收控制信号的无线接口单元11以及电池组12。

如图2所示, 该智能手表还包括显示脉象数据的触摸屏13和后盖14，表芯组件装配在触摸屏13和后盖14之间并固定。

    所述脉博传感器3可以是压电传感器、电容传感器或电阻传感器。

 更进一步,所述脉博传感器3采用的是PVDF簿膜压电传感器。

 所述无线接口单元11所采用的无线连接方式可以是wifi、蓝牙或红外。

 所述表带1由可伸缩材料制成。

    本发明还提供一种压力调节式脉象测量方法,包括以下步骤：步骤（a）将脉博传感器3所探测到的寸关尺脉波形的模拟信号，通过A/D 转换单元8进行数字化后，输入到CPU 单元9进行处理将其整理为的脉象波形图；步骤（b）通过CPU单元9内置的逻辑程序，从脉象波形图中提取脉象特征参数，经过逻辑运算获得脉象指数和健康指标并显示在触摸屏13上或通过无线传输显示在远程终端设备上；步骤(c)将构成脉象指数和健康指标的各类脉象数据保存在存储单元10内或远程终端设备的存储器上。

所述脉象指数包括脉博的频率、脉博周期的稳定性、脉博周期连续性、脉象沉浮程度、脉象强弱程度、脉管软硬程度、尺脉强度；所述的健康指标包括消化系统健康指标，血液循环系统健康指标和内分泌系统健康指标。

可以使用触摸屏13或远程终端设备，通过CPU单元9控制该智能手表对脉象数据的测量和数据处理。

下面我们进一步解释脉象指数和健康指标通过CPUD单元逻辑运算获得的具体测量方法。

脉博频率参数的测量：在本实施例中，脉博频率参数被定义为在关脉位置处脉博传感器3所探测信号的频率，按每分钟多少次来记录。如果脉博频率参数小于60，表明一息少于四至，则脉象为迟脉；如果脉博频率参数大于80，表明一息五至以上，则脉象为数脉。

脉博周期稳定性参数的测量：在本实施例中，脉博周期稳定性参数被定义为在关脉位置处脉博传感器3所探测信号周期数之间的相互偏差，越小表示频率越稳定，最小值记为0，最大值记为15。如果脉博周期稳定性参数大于8，表明脉往来艰涩，则脉象为涩脉。

脉博周期连续性参数的测量：在本实施例中，脉博周期连续性参数被定义为在关脉位置处脉博传感器3所探测信号每256个周期的停跳数,换句话说，就是是脉博周期否有停歇以及停歇的次数。如果脉博周期连续性参数大于0，表明脉时而一止，则脉象为结脉。

脉象沉浮程度参数的测量：脉博传感器3受到所受的压力时，在关脉位置处的脉博传感37在皮肤下的深度就会变化。中医把这一深度分为浮，中，沉三侯。在本实施例中，沉浮程度参数被定义为在关脉处的脉博传感器3所探测信号的波峰（最高）所处的侯位。如果波峰（最高）处于沉侯，对应沉浮程度参数10-15，表明举之不足，按之有余，脉象为沉脉；如果波峰（最高）处于浮侯，对应沉浮程度参数0-5，表明举之有余，按之不足，脉象为浮脉。

脉象强弱程度参数的测量：在本实施例中，脉管软硬程度参数被定义为在关脉位置处的脉博传感器3在浮，中，沉三侯所探测信号的波峰（最高）值的总和，最小值记为0，最大值记为15。如果脉象强弱参数大于10，表明三部脉举按均有力，则脉象为实脉。如果脉象强弱参数小于5，表明三部脉举之无力，按之空虚，则脉象为虚脉。

脉管软硬程度参数的测量：在本实施例子中，脉管软硬程度参数被定义为关脉位置处的脉博传感器3在沉侯所探测信号的波谷（最低）值，最小值记为0，最大值记为15。如果脉管软硬程度参数大于8，表明脉状若筝弦，则脉象为弦脉。

尺脉强度参数的测量：在本实施例中，脉管软硬程度参数被定义为尺脉位置处的脉博传感器7在沉侯所探测信号的波峰（最高）值，最小值记为0，最大值记为15。

脉象的测量结果可以是上述脉象指数的一种或多种的组合。在本实施例子中，被测者的脉象在触摸屏13上显示。本发明的智能手表对脉象的测量结果进行存储和无线传输。除了脉象外，触摸屏13也可以显示被测者的健康指标。在本实施例中，健康指标被定义为以下分系统健康指标的总和。

消化系统健康指标。在本实施例中，消化系统健康指标取决于如下脉象特征参数：A.脉象沉浮程度参数越接近于8，则表明脉象不浮不沉，消化系统健康指标就越好；B.脉博频率参数应该60-80之间为宜，在此区间内越小，表明脉象和缓，消化系统健康指标就越好,若超过此区间，则消化系统健康指标要打折扣；C.脉博周期稳定性参数越小，则表明脉象从容，消化系统健康指标就越好。

血液循环系统健康指标。 在本实施例中，血液循环系统健康指标取决于如下脉象特征参数：A.脉管软硬程度参数越小，则表明脉象柔和，血液循环系统健康指标就越好；B.脉象强弱程度参数越大，则表明脉象有力，血液循环系统健康指标就越好；C.脉博周期连续性参数应该是0，否则表明血液循环系统有潜在的问题。

内分泌系统健康指标。在本实施例中，内分泌系统健康指标取决于尺脉强度参数。尺脉强度参数越大，则表明尺脉沉取有力，内分泌系统健康指标就越好。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种压力调节式脉象测量智能手表, 包括表带组件和表芯组件，其特征在于，所述表带组件包括表带（1），在表带（1）与手腕的寸口脉接触的位置处设置有一个凸起的接触面（2），用于测量脉象数据的脉搏传感器（3）设置在所述的接触面（2）上，在脉博传感器（3）上设置了多个接触点用于对应寸口脉的寸、关和尺位置；所述表芯组件包括用于连接表带组件与表芯组件的表带卷轴（4），微型步进电机（5）在的步进电机驱动单元（6）控制下，通过手表齿轮（7）精确地调节表带（1）的长度，以控制脉搏传感器（3）与手腕接触的压力，所述脉搏传感器（3）通过内部引线与A/D 转换单元（8）的输入端相连，该A/D 转换单元（8）与用于处理脉象数据的CPU单元（9）连接。

2.根据权利要求1所述的一种压力调节式脉象测量智能手表，其特征在于，所述表芯组件还包括用于存储脉象数据的存储单元（10），用于传输脉象数据和接收控制信号的无线接口单元（11）以及电池组（12）。

3.根据权利要求1所述的一种压力调节式脉象测量智能手表，其特征在于，该智能手表还包括显示脉象数据的触摸屏（13）和后盖（14），表芯组件装配在触摸屏（13）和后盖（14）之间并固定。

4.根据权利要求1所述的一种压力调节式脉象测量智能手表，其特征在于，所述脉博传感器（3）可以是压电传感器、电容传感器或电阻传感器。

5.根据权利要求1所述的一种压力调节式脉象测量智能手表，其特征在于，所述脉博传感器（3）采用的是PVDF簿膜压电传感器。

6.根据权利要求1所述的一种压力调节式脉象测量智能手表，其特征在于，所述无线接口单元（11）所采用的无线连接方式可以是wifi、蓝牙或红外。

7.根据权利要求1所述的一种压力调节式脉象测量智能手表，其特征在于，所述表带（1）由可伸缩材料制成。

8.一种压力调节式脉象测量方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤（a）将脉博传感器（3）所探测到的寸关尺脉波形的模拟信号，通过A/D 转换单元（8）进行数字化后，输入到CPU 单元（9）进行处理将其整理为的脉象波形图；

步骤（b）通过CPU单元（9）内置的逻辑程序，从脉象波形图中提取脉象特征参数，经过逻辑运算获得脉象指数和健康指标并显示在触摸屏（13）上或通过无线传输显示在远程终端设备上；

步骤(c)将构成脉象指数和健康指标的各类脉象数据保存在存储单元（10）内或远程终端设备的存储器上。

9.根据权利要求8所述的一种压力调节式脉象测量方法，其特征在于，所述脉象指数包括脉博的频率、脉博周期的稳定性、脉博周期连续性、脉象沉浮程度、脉象强弱程度、脉管软硬程度、尺脉强度；所述健康指标包括消化系统健康指标、血液系统健康指标和内分泌系统健康指标。

10.根据权利要求8所述的一种压力调节式脉象测量方法，其特征在于，使用触摸屏（13）或远程终端设备，通过CPU单元（9）控制该智能手表对脉象数据的测量和数据处理。