便携式脉诊仪及其分析方法技术

本发明专利技术公开了一种脉象分析方法，通过采集模块实时采集用户的脉搏信号，并将脉搏信号经预处理模块和A/D转换模块处理后发送至所述ARM系统中；由ARM系统对接收到的所述脉搏信号进行处理和分析，得出测试者的健康状态；通过显示模块将得出的诊断结果显示出来；本发明专利技术能够对用户的脉象进行精确采集，并在此基础上进行进一步处理和分析，从而得到准确的健康状况诊断结果，避免了由于医师行医经验不足导致的辨别结果的偏差。

Portable pulse diagnosis instrument and its analysis method

The invention discloses a pulse analysis method, through the pulse signal acquisition module and user acquisition, the pulse signal pretreatment module and A/D conversion module after treatment is sent to the ARM system; the pulse signal received by the ARM system for processing and analysis, the test of health state; by showing the results of diagnosis module will be displayed to the user; the invention can accurately capture the pulse, further processing and analysis and based on this, in order to get the health status of accurate diagnosis, to avoid the deviation due to lack of experience to identify physician practice results.

【技术实现步骤摘要】
便携式脉诊仪及其分析方法
本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种便携式脉诊仪及其分析方法。
技术介绍
目前国内已研制出多种性能各异的脉诊仪(或脉象仪)，它们分别使用了不同的传感器及脉象识别技术。目前脉诊仪的价格在万元以上，且体积大、精度低，很难达到方便实用的效果，因此主要用于中医教学与研究，还未应用于临床诊断。未来的脉诊仪将会向着体积小、精度高、操作直观、远程监控的方向发展，将会从教学研究进入实际的临床应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种便携式脉诊仪及其分析方法，以解决现有脉诊仪精度低、成本高、体积大的问题。本专利技术采用以下技术方案：一种脉象分析方法，按照以下步骤实施：步骤1、通过采集模块实时采集用户的脉搏信号，并将脉搏信号经预处理模块和A/D转换模块处理后发送至ARM系统中；步骤2、由ARM系统对接收到的脉搏信号进行处理和分析：步骤2.1、在接收到的脉搏信号中截取一段平稳脉搏波形；步骤2.2、在平稳脉搏波形中，利用极值法进行周期划分，得出脉搏的周期值T；步骤2.3、通过脉搏周期值T，得出脉搏信号的四个幅度特征值：主波幅度h1、主波峡幅度h2、重搏前波波峰幅度h3、重搏波峰幅度值h5；以及每个幅度特征值对应的时间特征值：周期起点到主波幅度h1的时间t1、周期起点到主波峡幅度h2的时间t2、周期起点到重搏前波波峰幅度h3的时间t3、周期起点到重搏波峰幅度值h5的时间t5；通过上述特征值计算得到脉搏信号的七个特征值：三个幅度特征值h2/h1，h3/h1，h5/h1，四个时间特征值t1/T，t2/T，t3/T，t5/T；步骤2.4、对脉搏信号进行傅里叶变换，获得脉搏信号功率谱的基频值f0；步骤2.5、通过步骤2.3得到的三个幅度特征值h2/h1，h3/h1，h5/h1，四个时间特征值t1/T，t2/T，t3/T，t5/T，以及步骤2.4得到的脉搏信号功率谱的基频值f0，结合BP神经网络算法对输入的脉搏信号进行处理，得出用户的脉搏信号处理结果；步骤3、将步骤2.5中得出的用户的脉搏信号处理结果通过显示模块显示出来。进一步地，步骤2.2中获取脉搏周期值T的具体方法为：步骤2.2.1、在平稳脉搏波形中选取一段脉象信号S(t)，对S(t)进行一阶求导，找出所有零点对应时间点t(n)，n为大于等于1的整数，在n个时间点中找出周期信号的波峰点B；步骤2.2.2、找出该段波形中所有极小值点和极大值点；步骤2.2.3、查找波峰点B之后下一个周期的峰值点B’；当脉象信号S(t)中不存在B’点，延长脉象信号S(t)的范围，继续查找，直至找到B’点；步骤2.2.4、分别找出在B点、B’点之前的极小值点A、A’；步骤2.2.5、A点和A’点或B和B’点之间的距离即为脉搏周期T。本专利技术的另一种技术方案：上述脉象分析方法使用的便携式脉诊仪，包括用于采集用户脉搏信号的检测装置，检测装置包括依次连接的采集模块、预处理模块、A/D转换模块和无线发送模块；采集模块，用于采集人体腕部脉搏信号，并将采集到的腕部脉搏信号发送至预处理模块；预处理模块，用于接收采集模块发出的脉搏信号，并对脉搏信号进行放大、去噪，并将处理后的脉搏信号发送至A/D转换模块；A/D转换模块，用于接收预处理后的脉搏信号，并将其转换为对应的数字信号；无线发送模块用于将A/D转换后的数字信号发送至显示终端；显示终端，用于分析检测装置采集到的脉搏信号并显示诊断结果，其包括依次连接的无线接收模块、接收控制电路、串口通信模块、ARM系统和显示模块；无线接收模块，用于接收由无线发送模块发出的数字信号，并将数字信号通过串口通信模块发送至ARM系统；ARM系统，用于对接收到的数字信号进行处理分析，并将诊断结果发送至显示模块。进一步地，预处理模块包括相互连接的电压抬升电路和滤波电路；电压抬升电路，用于将采集模块发出的脉搏信号电压正值化并进行放大，并将放大后的脉搏信号发送至滤波电路；滤波电路，用于接收放大后的脉搏信号，并对其进行滤波去噪。进一步地，电压抬升电路包括OP07运算放大器，OP07运算放大器的输出端一路连接电压输出，另一路经过第二电阻R2连接至OP07运算放大器的反相输入端，OP07运算放大器的反相输入端还经过第一电阻R1后接地，OP07运算放大器的正相输入端一路经过第三电阻R3接+5V，另一路经过第四电阻R4接电路输入，OP07运算放大器的正相输入端还有一路经过第五电阻R5后接地。进一步地，滤波电路包括OP07运算放大器，OP07运算放大器的输出端一路连接电压输出，另一路经过第二电阻R2连接至OP07运算放大器的反相输入端，OP07运算放大器的反相输入端还经过第一电阻R1后接地，OP07运算放大器的正相输入端一路经过第二电容C2后接地，另一路连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端分两路，一路经过第三电阻R3接电路输入，另一路经过第一电容C1后接地。进一步地，A/D转换模块和无线发送模块之间设置有发送控制电路，发送控制电路用于控制A/D转换模块和无线发送模块之间的数据通信。进一步地，脉搏信号采集模块为光电传感器。进一步地，串口通信模块的串口芯片为MAX232单电源电平转换芯片。本专利技术的有益效果是：能够对用户的脉象进行精确采集，采用极值法划分脉搏周期，进而得到脉搏信号的七个特征值，依次采用傅立叶变换、BP神经网络算法对脉搏信号进行处理，从而得到准确的健康状况诊断结果，避免了由于医师行医经验不足导致的辨别结果的偏差。【附图说明】图1是本专利技术便携式脉诊仪的硬件模块连接图；图2是本专利技术便携式脉诊仪的分析方法原理框图；图3为脉搏信号幅度特征值示意图；图4为BP神经网络8-11-2结构示意图；图5为周期截取并获得脉搏周期值的流程图；图6为完整脉搏周期示意图；图7为本专利技术中的电压抬升电路图；图8为本专利技术中的滤波电路电路图。其中：1.采集模块；2.预处理模块；2-1.电压抬升电路；2-2.滤波电路；3.A/D转换模块；4.发送控制电路；5.无线发送模块；6.无线接收模块；7.接收控制电路；8.串口通信模块；9.ARM系统；10.显示模块。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术公开了一种脉象分析方法，如图2所示，按照以下步骤实施：步骤1、通过采集模块1采集用户实时的脉搏信号，并将脉搏信号经预处理模块2和A/D转换模块3处理后发送至ARM系统9中。步骤2、由ARM系统9对接收到的脉搏信号进行处理和分析：步骤2.1、在接收到的脉搏信号中截取一段平稳脉搏波形；步骤2.2、在平稳脉搏波形中用极值点法进行脉搏周期划分，得出脉搏周期值T。如图5所示，具体方法如下：步骤2.2.1、选取一段平稳脉搏波形S(t)，对S(t)进行一阶求导，找出所有零点对应的时间点t(n)，n为大于等于1的整数，在n个时间点中寻找相应有信号最大值的点，作为第一个周期信号的波峰时间点B，这个波峰点即为主峰值点；步骤2.2.2、计算出该段波形中所有极小值点和极大值点；步骤2.2.3、查找波峰点B之后的下一个周期的峰值点B’；因为B右边是波形的降支，降支上所有的极值点都比主峰值点低，且从左到右急剧下降，据此，可以把其后第一个没有大幅度下降或上升的峰值点作为下一周期的峰值点B’，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉象分析方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、通过采集模块(1)实时采集用户的脉搏信号，并将所述脉搏信号经预处理模块(2)和A/D转换模块(3)处理后发送至所述ARM系统(9)中；步骤2、由所述ARM系统(9)对接收到的所述脉搏信号进行处理和分析：步骤2.1、在接收到的脉搏信号中截取一段平稳脉搏波形；步骤2.2、在所述平稳脉搏波形中，利用极值法进行周期划分，得出脉搏的周期值T；步骤2.3、通过脉搏周期值T，得出脉搏信号的四个幅度特征值：主波幅度h1、主波峡幅度h2、重搏前波波峰幅度h3、重搏波峰幅度值h5；以及每个幅度特征值对应的时间特征值：周期起点到主波幅度h1的时间t1、周期起点到主波峡幅度h2的时间t2、周期起点到重搏前波波峰幅度h3的时间t3、周期起点到重搏波峰幅度值h5的时间t5；通过上述特征值计算得到脉搏信号的七个特征值：三个幅度特征值h2/h1，h3/h1，h5/h1，四个时间特征值t1/T，t2/T，t3/T，t5/T；步骤2.4、对脉搏信号进行傅里叶变换，获得脉搏信号功率谱的基频值f0；步骤2.5、通过步骤2.3得到的三个幅度特征值h2/h1，h3/h1，h5/h1，四个时间特征值t1/T，t2/T，t3/T，t5/T，以及步骤2.4得到的脉搏信号功率谱的基频值f0，结合BP神经网络算法对输入的脉搏信号进行处理，得出用户的脉搏信号处理结果；步骤3、将步骤2.5中得出的用户的脉搏信号处理结果通过显示模块(10)显示出来。...

【技术特征摘要】
1.一种脉象分析方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、通过采集模块(1)实时采集用户的脉搏信号，并将所述脉搏信号经预处理模块(2)和A/D转换模块(3)处理后发送至所述ARM系统(9)中；步骤2、由所述ARM系统(9)对接收到的所述脉搏信号进行处理和分析：步骤2.1、在接收到的脉搏信号中截取一段平稳脉搏波形；步骤2.2、在所述平稳脉搏波形中，利用极值法进行周期划分，得出脉搏的周期值T；步骤2.3、通过脉搏周期值T，得出脉搏信号的四个幅度特征值：主波幅度h1、主波峡幅度h2、重搏前波波峰幅度h3、重搏波峰幅度值h5；以及每个幅度特征值对应的时间特征值：周期起点到主波幅度h1的时间t1、周期起点到主波峡幅度h2的时间t2、周期起点到重搏前波波峰幅度h3的时间t3、周期起点到重搏波峰幅度值h5的时间t5；通过上述特征值计算得到脉搏信号的七个特征值：三个幅度特征值h2/h1，h3/h1，h5/h1，四个时间特征值t1/T，t2/T，t3/T，t5/T；步骤2.4、对脉搏信号进行傅里叶变换，获得脉搏信号功率谱的基频值f0；步骤2.5、通过步骤2.3得到的三个幅度特征值h2/h1，h3/h1，h5/h1，四个时间特征值t1/T，t2/T，t3/T，t5/T，以及步骤2.4得到的脉搏信号功率谱的基频值f0，结合BP神经网络算法对输入的脉搏信号进行处理，得出用户的脉搏信号处理结果；步骤3、将步骤2.5中得出的用户的脉搏信号处理结果通过显示模块(10)显示出来。2.如权利要求书所述的脉象分析方法，其特征在于，步骤2.2中获取脉搏周期值T的具体方法为：步骤2.2.1、在平稳脉搏波形中选取一段脉象信号S(t)，对S(t)进行一阶求导，找出所有零点对应时间点t(n)，n为大于等于1的整数，在n个时间点中找出周期信号的波峰点B；步骤2.2.2、找出该段波形中所有极小值点和极大值点；步骤2.2.3、查找波峰点B之后下一个周期的峰值点B’；当脉象信号S(t)中不存在B’点，延长脉象信号S(t)的范围，继续查找，直至找到B’点；步骤2.2.4、分别找出在B点、B’点之前的极小值点A、A’；步骤2.2.5、A点和A’点或B和B’点之间的距离即为脉搏周期T。3.权利要求1或2所述的脉象分析方法使用的便携式脉诊仪，其特征在于，包括用于采集用户脉搏信号的检测装置，所述的检测装置包括依次连接的采集模块(1)、预处理模块(2)、A/D转换模块(3)和无线发送模块(5)；所述采集模块(1)，用于采集人体腕部脉搏信号，并将采集到的腕部脉搏信号发送至预处理模块(2)；所述预处理模块(2)，用于接收所述采集模块(1)发出的脉搏信号，并对所述脉搏信号进行放...

【专利技术属性】
技术研发人员：张释如，孙庆福，周诠，贺顺，张红，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61