曲面應(yīng)變片、脈搏信號(hào)提取裝置及方法和脈象診療系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)生物脈搏信息監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域，具體涉及光纖光柵曲面應(yīng)變片、脈搏信號(hào)提取裝置及方法和脈象診療系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中醫(yī)診脈是一門古老的技術(shù)，采用儀器輔助診脈是一項(xiàng)技術(shù)難題，這是由于人體脈象的復(fù)雜性、易受干擾性及個(gè)體差異性等特點(diǎn)，即使對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的老中醫(yī)而言，脈象仍是只可意會(huì)難以言傳，一般檢測(cè)手段很難采集到豐富而詳盡的脈象信息，并且非常容易受到人體其它行為的干擾，因此無法給出客觀全面的診脈結(jié)果。
[0003]針對(duì)中醫(yī)脈象信息進(jìn)行提取，現(xiàn)有技術(shù)主要是采用配備有單探頭換能器的脈象儀。人們利用這類儀器可以初步識(shí)別浮、沉、虛、實(shí)、滑、澀等實(shí)際中脈象，但是無法精確測(cè)量出多種脈象混疊的數(shù)據(jù)，因此只能針對(duì)某些病患提出試探性的病癥診斷。這樣的醫(yī)療儀器是無法適應(yīng)中西醫(yī)結(jié)合需求的。光纖傳感器是目前能夠采用的精度最高的傳感器。無論是壓電晶體式、光電探測(cè)式、壓敏電阻式還是超聲波式，都無法達(dá)到光纖傳感器的檢測(cè)精度。針對(duì)漫射光層析成像系統(tǒng)的復(fù)雜算法和蒙特卡洛模擬的不確定性，光纖傳感器的可行性更高，可以測(cè)量出的脈象數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)也能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有水平。系統(tǒng)的體積和重量決定應(yīng)用場(chǎng)景。目前國內(nèi)外在相關(guān)領(lǐng)域，會(huì)使用心電圖、腦電圖等方式進(jìn)行脈搏信號(hào)的檢測(cè)、體積較大、價(jià)格昂貴，同時(shí)在人體上夾持的部位過多。例如心臟手術(shù)，如果需要監(jiān)測(cè)脈搏信號(hào)，采用心電圖顯然是不現(xiàn)實(shí)的。
[0004]在光纖傳感器方面，目前醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的主要是傳光型光纖傳感器。但在目前脈診客觀化的應(yīng)用上，光纖主要用來傳遞信號(hào)而非感應(yīng)獲取信號(hào)，現(xiàn)有的光纖傳感裝置實(shí)質(zhì)上仍為光電式裝置。目前也有提出采用雙光纖光柵來消除環(huán)境干擾測(cè)量脈搏信息的方法，但只是停留在信號(hào)的初步提取沒有進(jìn)一步分析及數(shù)據(jù)處理，停留在能測(cè)出脈搏波形的可行性上。該方法是在一根光纖上刻了兩個(gè)光柵，一個(gè)光柵用來測(cè)量脈搏信號(hào)，另一個(gè)用來測(cè)量環(huán)境干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)的技術(shù)問題，為了提高脈搏信號(hào)的測(cè)量精度以及使傳感器小型化，我們選擇了光纖光柵。針對(duì)現(xiàn)有的光纖光柵傳感器沒有測(cè)量脈搏這種低頻、微弱的信號(hào)，提出了用光纖光柵曲面應(yīng)變片來提高光纖光柵傳感器與脈搏位置的貼合度與靈敏度，同時(shí)一定程度上減弱了干擾。通過光纖光柵傳感器測(cè)量的精確信號(hào)，使得相近脈象的區(qū)分更加明顯。所采用的光纖為普通單模光纖，與現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方便，提高了遠(yuǎn)程醫(yī)療的可靠性。實(shí)現(xiàn)了脈診的客觀化、精確化、便捷化、可靠化。除了確定脈象外，為方便醫(yī)者的診斷，同時(shí)提供體溫、心率的參數(shù)，為臨床醫(yī)療以及遠(yuǎn)程醫(yī)療提供可靠依據(jù)。
[0006]具體技術(shù)方案如下:
[0007]一種用于脈搏信號(hào)提取的光纖光柵曲面應(yīng)變片，包括光纖光柵和曲面應(yīng)變片；所述曲面應(yīng)變片由正面應(yīng)變片和背面應(yīng)變片兩片對(duì)稱的應(yīng)變片粘合而成，正面應(yīng)變片鏤空成帶有雙十字型槽，背面應(yīng)變片鏤空成一字型槽，背面應(yīng)變片鏤空位置與正面應(yīng)變片鏤空部分對(duì)應(yīng)設(shè)置；每片應(yīng)變片均由兩端為矩形形狀面板和中部結(jié)構(gòu)為雙T形狀面板的一體化結(jié)構(gòu)組成，且沿縱向軸對(duì)稱，兩端沿縱向軸對(duì)稱向中間彎曲；所述正面應(yīng)變片縱向軸線上的槽用于放置光纖光柵；光纖光柵整體處于曲面應(yīng)變片內(nèi)；所述光纖光柵上的光柵部分置于槽內(nèi)，剩余部分固定于曲面應(yīng)變片上；所述雙T形狀面板上的沿縱向軸的鏤空槽是相通的。
[0008]進(jìn)一步地，所述光纖光柵剩余部分的固定方式為無影膠封裝的方式或焊料點(diǎn)焊的方式。
[0009]本發(fā)明還提供了一種脈搏信號(hào)提取裝置，由腕帶、光纖探頭組成，所述光纖探頭包括上述的光纖光柵曲面應(yīng)變片、外殼和光纖跳線；所述光纖光柵曲面應(yīng)變片置于外殼內(nèi)，所述光纖跳線連接光纖光柵曲面應(yīng)變片的光纖光柵，并延伸至出所述外殼；所述光纖探頭埋入所述腕帶內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步地，所述外殼和腕帶采樣娃膠或橡膠材料制成。
[0011]本發(fā)明的一種脈象診療系統(tǒng)，包括家庭終端，醫(yī)療終端和傳輸光纜；所述家庭終端包括計(jì)算機(jī)和所述的脈搏信號(hào)提取裝置；所述醫(yī)療終端包括計(jì)算機(jī)、光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)和脈象數(shù)據(jù)庫，家庭終端采集信號(hào)，傳輸光纜傳遞信號(hào)至醫(yī)療終端進(jìn)行解調(diào)、處理和分析后，輸出脈象信息。
[0012]本發(fā)明提供的一種脈搏波信號(hào)處理方法，包括如下步驟:
[0013](I)用上述的脈搏信號(hào)提取裝置測(cè)量脈搏波信息；
[0014](2)對(duì)脈搏波信息的反射中心波長(zhǎng)變化做譜圖分析，獲得特征參量，建
[0015]立脈象的概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PNN)模型；
[0016](3)將脈象的概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PNN)模型與數(shù)據(jù)庫中的脈象數(shù)據(jù)比對(duì)，得到脈象結(jié)果O
[0017]采用本發(fā)明獲得的技術(shù)效果:本發(fā)明利用光學(xué)檢測(cè)靈敏度高、噪聲低的特點(diǎn)，基于光纖微震動(dòng)傳感器精確提取人體脈搏信息，充分減少人為因素影響，并利用光纖傳感可通過遠(yuǎn)程傳輸采集數(shù)據(jù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)“懸絲診脈”。在此基礎(chǔ)上通過大量數(shù)據(jù)采集，對(duì)中醫(yī)脈象建立數(shù)據(jù)模型，建立起準(zhǔn)確而完善的光纖脈象分析診療系統(tǒng)。
[0018]說明書附圖
[0019]圖1是光纖光柵曲面應(yīng)變片結(jié)構(gòu)正面示意圖；
[0020]圖2是光纖光柵曲面應(yīng)變片結(jié)構(gòu)背面示意圖；
[0021]圖3是光纖光柵曲面應(yīng)變片結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖；
[0022]圖4是脈搏信號(hào)提取裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是光纖光柵曲面應(yīng)變片結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明中的脈象診療系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1、圖2、圖3所不，一種光纖光柵曲面應(yīng)變片I，包括光纖光柵和曲面應(yīng)變片；所述曲面應(yīng)變片由正面應(yīng)變片和背面應(yīng)變片兩片對(duì)稱的應(yīng)變片粘合而成，正面應(yīng)變片鏤空成帶有雙十字型槽4，背面應(yīng)變片鏤空成一字型槽5，背面應(yīng)變片鏤空位置與正面應(yīng)變片鏤空部分對(duì)應(yīng)設(shè)置；每片應(yīng)變片均由兩端為矩形形狀面板2和中部結(jié)構(gòu)為雙T形狀面板3的一體化結(jié)構(gòu)組成，且沿縱向軸對(duì)稱，兩端沿縱向軸對(duì)稱向中間彎曲；所述正面應(yīng)變片縱向軸線上的槽用于放置光纖光柵；光纖光柵整體處于曲面應(yīng)變片內(nèi)；所述光纖光柵上的光柵部分置于槽內(nèi)，剩余部分固定于曲面應(yīng)變片上；所述雙T形狀面板上的沿縱向軸的鏤空槽是相通的。雙T形狀面板中間部分部跨槽連接厚度為槽厚度的三分之一，起固定光柵作用。
[0027]如圖4所示，一種脈搏信號(hào)提取裝置，由腕帶6、光纖探頭7組成，所述光纖探頭7包括光纖光柵曲面應(yīng)變片1、外殼和光纖跳線；所述光纖光柵曲面應(yīng)變片置于外殼內(nèi)，所述光纖跳線連接光纖光柵曲面應(yīng)變片的光纖光柵，并延伸至出所述外殼；所述光纖探頭埋入所述腕帶內(nèi)。
[0028]光纖光柵曲面應(yīng)變片彎曲一定程度圓弧，本實(shí)施例彎曲半徑為為11.1cm