“悬丝诊脉”系统的设计与研究程晓宇曾实现

刘纪新

摘 要：中医讲究的“望、闻、问、切”的诊断四法，其中“望、闻、问”因为视频通信发展在远程会诊中得以实现。但“切脉”这一重要的诊断手段却尚未得到解决。本文针对上述所提到的中医当前的问题，结合新材料PVDF压电薄膜，提出一种解决方法。脉搏采集系统将病人的脉搏振动信号采集、传输，并在远端将采集到的脉搏振动还原，由中医专家通过还原后的振动信号来确诊病情。该方法解决了目前中医远程会诊当中远处的中医专家无法亲自对病人进行脉诊的问题，具有很强的实用性和推广应用价值，对于中医现代化脉诊设备的发展有一定借鉴。

关键词：近代医学;切脉;中医远程会诊

1 绪论

中医学在新时代潮流的影响下，中醫的远程会诊也开始逐渐成熟。全国各地的中医学专家开始利用远程会诊系统，针对具体病人的具体病症进行相关的具体讨论和学术上的交流，这促进了中医学的进一步发展和进步，使得更多的人可以享受到中医带给人们的好处和便利。现有的中医远程会诊系统当中虽然已经实现了对病人病症的“望、闻、问”，但是切脉这一需要中医亲自进行的关键诊治步骤却尚未实现，这严重限制了中医在远程会诊方面的诊断能力和对病人病症判断的准确性，不利于中医在远程会诊方面的长远发展。

2 设计方案

本文提出的远程切脉系统主要功能是能够通过脉搏采集系统将病人的脉搏振动信号采集、传输云端、进入大数据比对分析，将比对结果传给远端的中医专家，并在远端利用压电材料将采集到的脉搏振动还原，由中医专家通过还原后的振动信号来确诊病情。

远程切脉系统可以通过互联网将数据传输、共享，可以使得多地专家除了能够看到采集的脉搏信号以外，也能够亲手接触病人脉搏的模拟反演，并对其进行诊断。还可以在采集端实现模拟中医指法的动作和对患者脉象的采集，在还原端实现对患者脉象的动作还原，从而在远端完成对中医指法和患者脉象的采集，完成整个中医脉诊过程的记录。

系统框图如图1所示：

3 模块设计

本文提出的远程切脉系统主要包括：脉搏振动信号采集系统、信号处理系统、远程传输系统、远端接收系统以及脉搏模拟反演还原系统。

每个部分都拥有不同的功能，分别如下：

（1）信号采集模块：在设计中选择PVDF压电薄膜作为信号采集传感器传感器，主要完成脉象信号的提取，以PVDF压电薄膜为脉象采集传感器，PVDF压电薄膜传感器测到的脉象信号十分微弱，需经过放大处理。要选择一种输入阻抗足够高的放大电路进行匹配，而电荷放大器正是理想的放大电路，将PVDF压电薄膜传感器输出的电荷信号转换成电压信号。人体脉搏信号采集器大小不小于3mm，压电薄膜厚度不小于100μm，使用温度在40～80℃，具有较好的信噪比和探测灵敏度;

（2）信号处理模块：将采集到的脉象数据进行信号处理与分析，通过AD转换模块发送到主核芯片，并利用USB通信模块把脉搏信号传输到上位机，完成前端弱小的脉象信号的处理的作用。先针对脉搏信号的特点设计前端放大电路，滤波电路，此外要去除50HZ工频的干扰问题还需要设计陷波电路，之后还需设计AD转换模块、电源电路模块，完成上位机的信号传输。

（3）远程传输模块：完成数据的传输和上传工作，介入互联网，进入云平台的传输路径。

（4）脉搏模拟还原模块：电路的设计主要包括电源模块，脉搏还原传感器模块，单片机控制模块，接口电路模块等。脉搏信号的反演采用音圈电机作为脉象模拟动作器，需还原28钟脉象，搏动幅度大约在1mm左右，搏动强度一般不小于0.5N，搏击行程不小于1mm。由于中医存在多种诊脉手法，实现中医手指和反演动作的同步及运动位置的精确控制，还需进行大量实验研究;

4 结论

本文提出的远程切脉系统：

（1）可以让医生诊断更加方便、高效与安全，不受时间、空间、距离的限制，能实现远程实时的诊断;不仅能完成脉诊的核心诊断功能，还能充分利用各种时间进行诊断和病人复诊。

（2）可以让中医医技有更加直接的传承，记录脉诊的全过程，仿生重现病人的脉象及施脉过程，从而为学徒们提供更为直接的学习手段，扩大师徒传承的徒弟数量，加速徒弟的成材;

（3）实现中医脉诊相关标准的统一化，让中医脉诊更加容易被学会，对我国传统中医的发展有难以想象的助力作用。

参考文献

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[2]鲁宏胜，叶玮琼，胡越.脉搏波信号的特征提取方法研究[J].信息通信，2019，（07）：3-5.

[3]李燕龙，蔡冲霄，陈晓.数字脉搏采集系统案例设计与实施[J].大众科技，2019，21（09）：1-3.