導(dǎo)語：脈象遠(yuǎn)程復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

脈象自古以來就是反映人體健康狀況的窗口和中醫(yī)判斷人體健康的重要依據(jù)。但是傳統(tǒng)的方法需要在醫(yī)患雙方在面對面的情況下醫(yī)師才能獲取患者脈象信息。地域限制和醫(yī)療資源分布不均衡的現(xiàn)狀制約更多人享受到較高的醫(yī)療水平?；?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/shejilunwen/xtsjlw/201911/709610.html" target="_blank">遠(yuǎn)程醫(yī)療思維設(shè)計(jì)的脈象遠(yuǎn)程復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)可以有效的解決以上問題。該系統(tǒng)接收經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸來的患者處脈象采集端采集的脈象數(shù)據(jù)，經(jīng)上位機(jī)對信號進(jìn)行預(yù)處理后在脈象發(fā)生裝置還原脈搏搏動，醫(yī)師在仿生手端便可感受到患者脈象。調(diào)研現(xiàn)有脈象發(fā)生裝置加以總結(jié)發(fā)現(xiàn)，大致可分為兩種：一種采用液壓系統(tǒng)，通過改變管內(nèi)的液壓及流量以還原脈搏搏動，過程復(fù)雜且影響因素較多。另一種是利用電磁機(jī)械運(yùn)動模擬脈搏振動，這與真實(shí)取脈指感區(qū)別較大影響判斷?！拔?、數(shù)、形、勢”是脈象的四種屬性，其中“位”指取脈時(shí)脈位的浮沉，“數(shù)”指脈搏的頻率和節(jié)律，“形”指靜止?fàn)顟B(tài)下指下脈管本身的形態(tài)，“數(shù)”指脈搏搏動強(qiáng)弱的趨勢。當(dāng)前的脈象復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)可做到對“數(shù)”和“數(shù)”復(fù)現(xiàn)，其余二者卻無法模擬。本文針對以上情況設(shè)計(jì)了一套全新的脈象復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對脈象“位、數(shù)、形、勢”全方位的模擬。

硬件設(shè)計(jì)

整體設(shè)計(jì)該脈象遠(yuǎn)程復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)包括上位機(jī)、主控模塊、脈形模擬子系統(tǒng)、脈象發(fā)生裝置、內(nèi)壓監(jiān)測子系統(tǒng)、脈位模擬子系統(tǒng)、仿生手。系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。主控模塊行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2019.21.023可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度該模塊核心控制器采用ST公司的STM32F373微處理器，數(shù)字處理能力強(qiáng)且功耗低。配合外部電路可實(shí)現(xiàn)通過USB與上位機(jī)通訊，輸出多種PWM信號調(diào)節(jié)脈形模擬子系統(tǒng)中微型水泵的工作速度；ADC轉(zhuǎn)換器通過壓力傳感器采集脈管內(nèi)壓和取脈壓力；DAC轉(zhuǎn)換器接收脈象數(shù)據(jù)片段進(jìn)行轉(zhuǎn)換復(fù)現(xiàn)。

脈象發(fā)生裝置

該脈象發(fā)生裝置采用“液壓+機(jī)械運(yùn)動”的思路設(shè)計(jì)。該裝置由振蕩器、儲液波紋管和限位套筒組成。振蕩器的實(shí)質(zhì)為帶電導(dǎo)體在磁場中收電磁力作用，在內(nèi)部穩(wěn)定的磁場中，脈象數(shù)據(jù)經(jīng)主控模塊DAC轉(zhuǎn)換生成變化的電流使振動頭上下運(yùn)動。儲液波紋管內(nèi)部存滿液體，下部封閉與振動頭剛性連接，上部與系統(tǒng)模擬脈管液路相通，振動頭的上下運(yùn)動使波紋管產(chǎn)生形變，所儲液體的進(jìn)出使封閉液路段中液體運(yùn)動，彈性脈管產(chǎn)生相應(yīng)的脹縮變化，從而在仿生手處復(fù)現(xiàn)了脈搏搏動。限位套筒用于固定振蕩器、儲液波紋管于一體，限制運(yùn)動部件的運(yùn)動方向，降低誤差和噪聲，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。脈象發(fā)生裝置實(shí)物如圖2所示。脈形模擬子系統(tǒng)脈形模擬子系統(tǒng)包括一個Kamoer微型水泵、兩個電磁閥及相應(yīng)液路。子系統(tǒng)根據(jù)主控模塊發(fā)出的高低電平切換電磁閥開合狀態(tài)從而控制液路通斷，主控模塊發(fā)出PWM信號控制微型水泵轉(zhuǎn)速帶動液路運(yùn)動，當(dāng)仿生手液路后端的電磁閥閉合前段液路的電磁閥打開時(shí)，通過控制微型水泵的正反工作方向調(diào)節(jié)脈管處液體量進(jìn)而改變脈管充盈度，達(dá)到模擬洪脈、細(xì)脈等不同脈形的效果。脈位模擬子系統(tǒng)醫(yī)師為患者切脈時(shí)為了得到全面的脈象信息，指端施于脈管的壓力會有輕重之變，脈管從反饋回的指感也隨之而變。為了盡可能的還原實(shí)際切脈的體驗(yàn)復(fù)現(xiàn)全面的脈象信息，采用脈位模擬子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一功能。復(fù)現(xiàn)時(shí)仿生手模擬脈管處施加的取脈壓力不斷的被壓力傳感器采集并對應(yīng)到“浮、中、沉”其中的一個取脈方式上，主控模塊根據(jù)不同取脈方式復(fù)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)片段。取脈壓力與“浮、中、沉”對應(yīng)關(guān)系如表1所示。根據(jù)判斷結(jié)果復(fù)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)片段，流程圖如圖3所示。。內(nèi)壓監(jiān)測子系統(tǒng)液壓傳感器對液路內(nèi)壓進(jìn)行檢測，輸出范圍0－3.3V。實(shí)際實(shí)驗(yàn)標(biāo)定后，當(dāng)檢測到壓力轉(zhuǎn)換值大于2.8V時(shí)便有壓力過大導(dǎo)致爆管風(fēng)險(xiǎn)，小于0.5V時(shí)判定液路壓力過小有漏液情況。壓力值超過設(shè)定門限系統(tǒng)便自動停止運(yùn)行防止產(chǎn)生更大的危險(xiǎn)。軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)下位機(jī)軟件具體流程圖如圖4所示。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

1.隨機(jī)選取5名被試者分別保持平靜坐于采集端前，取脈位置為橈動脈關(guān)部；2.用市場上成熟的脈象采集檢測設(shè)備采集每位被試的脈象；3.傳輸脈象數(shù)據(jù)到復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，檢測設(shè)備采集復(fù)現(xiàn)脈象的數(shù)據(jù)；4.對比檢測設(shè)備輸出的兩種脈圖，并分析兩者的相關(guān)性。結(jié)果分析圖5所示為由檢測設(shè)備采集被試b的脈搏波圖和采集被試b的復(fù)現(xiàn)脈博波圖對比。可直觀看出脈象還原度很高。采用Pearson系數(shù)r檢驗(yàn)原始與復(fù)現(xiàn)后脈象數(shù)據(jù)的相關(guān)程度。|r|的取值在0到0.2為極低的相關(guān)性，0.2到0.4位低度相關(guān)，0.4到0.7為中度相關(guān)，0.7到0.9為高度相關(guān)，0.9到1之間則是極高的相關(guān)性。SPSS計(jì)算檢驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可知原始數(shù)據(jù)與復(fù)現(xiàn)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)大于0.9，系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)出的脈象與原始脈象數(shù)據(jù)表現(xiàn)出極高的相關(guān)性。

基于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程醫(yī)療思維設(shè)計(jì)的脈象復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)，根據(jù)“位數(shù)形勢”復(fù)現(xiàn)更多的脈象信息，更全面真實(shí)的還原原始脈搏，對互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展有重大意義。

作者:呂昊 馬曉東 單位:中國飛行試驗(yàn)研究院