中醫(yī)智能診斷專家系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于中醫(yī)醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠?qū)⑸嘣\、面診以及脈診結(jié)合起來的綜合性中醫(yī)智能診斷專家系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)，是我國傳統(tǒng)文化的一大瑰寶。中醫(yī)在醫(yī)治之前，一般會通過“望、聞、問、切”對患者進行檢測，通過“四診合參”判別癥候，然后再對癥下藥。
[0003]望診，是對病人的神、色、形、態(tài)、舌象等進行有目的的觀察，以測知內(nèi)臟病變。
[0004]望診包括一般望診和舌診兩部分內(nèi)容。一般望診中，對面部的觀察尤為重要。中醫(yī)經(jīng)驗認為，臉上的“五官”表現(xiàn)與人體的“五臟”健康與否息息相關(guān)，所以借助觀察面部可以在一定程度上了解身體的健康狀況。
[0005]舌診則是通過觀察舌象了解人體生理和病理狀態(tài)，主要觀察病人的舌質(zhì)、舌苔和舌底。傳統(tǒng)的舌診方法會受醫(yī)生知識水平、診斷技能和當(dāng)時光線、溫度等因素的影響。而隨著圖像處理技術(shù)的進步，計算機輔助舌象分析系統(tǒng)被普遍認為能夠?qū)崿F(xiàn)客觀的、標準的自動化舌診。中醫(yī)舌象儀的研制以計算機色彩和紋理分析技術(shù)等為基礎(chǔ)，在舌診信息的收集、舌象圖片的處理、疾病的診斷和治療等方面起到了積極的作用。
[0006]以脈診為主的切診，是中醫(yī)最有特色的檢測方法。通過“切脈”，醫(yī)生能夠用手指感知患者橈動脈顯現(xiàn)的豐富信息，判別患者的病因、病機、病位，進一步提出治療方法。為感覺到不同程度的脈搏，切脈時需要運用三種指力，開始輕度用力，在皮膚為浮取，名為舉;然后中等度用力，在肌肉為中取，名為尋;再重度用力，在筋骨為沉取，名為按。所以，在切脈中，分為寸、關(guān)、尺三部，每部有浮、中、沉三候，又稱為“三部九候”。
[0007]近年來，為了利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提高中醫(yī)脈診的客觀性，多學(xué)科學(xué)者先后研制出多種性能各異的脈象儀。其中，壓力傳感器是中醫(yī)脈診客觀化經(jīng)常使用的探測手段，同時也最適合模擬中醫(yī)師診脈行為。研究傳感器所獲取的不同壓力下的脈圖，可以得出脈象的部分屬性。隨后，時域分析法、多因素識圖法、速率分析法、頻域分析法和人工智能方法也相繼應(yīng)用于脈象波形特征的界定上，進一步提高了脈象的可分析性。
[0008]然而，單一的望診或切診都只是四診之一，有些病變不是單憑切脈或望舌就能做出診斷的。面部圖像、舌象和脈象都可以提供關(guān)于病人身體狀況的有用信息，只有進行綜合全面的分析才能正確認識疾病。許多單位曾先后研制了多種形式的脈象儀或舌象儀，但由于在圖像處理或者脈象分析等具體環(huán)節(jié)技術(shù)不夠完善，至目前尚未有一種能在臨床中推廣、普及和應(yīng)用。因此，現(xiàn)代中醫(yī)領(lǐng)域迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)望診與脈診相結(jié)合的診斷系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的，是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種能夠?qū)⑸嘣\、面診以及脈診結(jié)合起來的中醫(yī)智能診斷專家系統(tǒng)。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下之技術(shù)方案:
[0011]按照本實用新型搭建的中醫(yī)診斷儀器包括:圖像采集子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、脈象探測子系統(tǒng)、脈象處理子系統(tǒng)、綜合分析子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)。
[0012]所述圖像采集子系統(tǒng)完成對用戶的舌象和面部圖像的采集，包括以下部分:
[0013]a.拍攝模塊，采用暗箱提供相對穩(wěn)定的采集環(huán)境，光源裝置提供恒定光源，配合照相機成像，這樣得到的照片可以最大程度上保證舌象和面部圖像的色彩不失真。
[0014]b.圖像預(yù)處理模塊，進行圖像的預(yù)處理，主要任務(wù)是在滿足后續(xù)處理的需要的基礎(chǔ)上對圖像進行適當(dāng)裁剪和縮放，以方便下一步的數(shù)據(jù)傳輸。
[0015]所述圖像處理子系統(tǒng)對圖像采集子系統(tǒng)獲取的幾組照片進行分析，生成完整的舌面分析報告，發(fā)送至綜合分析子系統(tǒng)。它包括以下部分:
[0016]a.圖像提取加工模塊，對接收到的照片進行加工，對于舌象的操作主要包括:對圖像的去噪、分割、識別，還有借助算法完成對環(huán)境光源的分析和補償。對于面部圖像的操作，主要是對眼睛、鼻子等器官進行定位，劃分出人臉各個區(qū)域，以備下一步處理。
[0017]b.模型分析匹配模塊，在得到加工后的圖像后，按照預(yù)先建立的模型，運行相關(guān)程序獲得分析結(jié)果。針對舌象，常用于分析的主要是色彩和紋理信息。對面部圖像的分析，主要是面部顏色、光澤和口唇的分析等等。最后生成完整的舌面分析報告，再將這一報告發(fā)送至綜合分析子系統(tǒng)。
[0018]c.圖像樣本存儲模塊，完成圖像樣本和分析報告的備份。
[0019]所述脈象探測子系統(tǒng)負責(zé)按照“三部九候”診脈法依次用浮、中、沉三種不同的力度在左、右手的手腕內(nèi)側(cè)寸、關(guān)、尺三個位置探測脈搏壓力，并傳輸至所述脈象處理子系統(tǒng)。
[0020]脈象探測子系統(tǒng)的形狀可類似于一個護腕，借助彈性腕帶實現(xiàn)傳感器與人手取脈位置之間的軟接觸，腕帶的內(nèi)表面設(shè)置有壓力傳感器的三個觸頭，配戴在人手腕上時，可以使三個觸頭與寸、關(guān)、尺三個位置緊密契合，從而檢測三個脈搏壓力信號。脈象探測子系統(tǒng)包括以下部分:
[0021]a.壓力傳感模塊，采用面狀多點分布式壓力傳感器技術(shù)測量脈搏信號，包括三個按照矩形方式均勻排列的傳感器方陣。多點分布式傳感器可以大大提高測量的靈敏度，有效消除由單點測量而帶來的偶然誤差。而且在測量脈搏信號時，只要固定傳感器單元的間距，再設(shè)定一個傳感器采集到的電量的閾值，就可以通過記錄感應(yīng)到脈搏跳動的傳感器單元數(shù)目，表達出量化的脈寬信息。同樣的，在沿著脈管軸向的位置上，通過對縱向傳感器單元的數(shù)目進行統(tǒng)計，能夠?qū)崿F(xiàn)對脈長的量化判斷。
[0022]b.增壓驅(qū)動模塊，負責(zé)在檢測的三個階段內(nèi)按照中醫(yī)舉、尋、按的手法，分別產(chǎn)生三種逐次遞增的力，用以檢測浮脈、中脈和沉脈。
[0023]c.電路預(yù)處理模塊，應(yīng)該包括依次連接的放大電路、濾波電路和A-D轉(zhuǎn)換電路，方便信號的測量與傳輸。
[0024]所述脈象處理子系統(tǒng)，對右手和左手的寸、關(guān)、尺三個部位采集到的浮脈、中脈或沉脈總共18組脈搏波形全面分析，提取脈象特征參數(shù)，實現(xiàn)脈長、脈速、節(jié)律、脈寬、力度等方面的量化直觀反映，生成完整的脈象分析報告，發(fā)送至綜合分析子系統(tǒng)。它包括以下部分:
[0025]a.時頻域分析模塊，將脈象探測子系統(tǒng)傳來的信息進行時頻域處理，提取脈象的特征參數(shù)。將右手和左手的寸、關(guān)、尺三個部位采集到的浮脈、中脈和沉脈脈搏波形的特征參數(shù)先分別匯總，再相互比對，判斷脈象有無異常。
[0026]b.脈象要素匹配模塊，調(diào)用數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)學(xué)模型，尋找脈象要素的狀態(tài)與脈搏信號的特征參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。然后就可以借助對這些特征參數(shù)的分析，得到脈長、脈速、節(jié)律、脈寬、力度等脈象要素信息。最后生成完整的脈象分析報告，再將這一報告發(fā)送至綜合分析子系統(tǒng)。
[0027]c.脈象樣本存儲模塊，完成脈象樣本和分析報告的備份。
[0028]所述綜合分析子系統(tǒng)包括以下部分:
[0029]a.綜合處理模塊，將圖像處理子系統(tǒng)與脈象處理子系統(tǒng)發(fā)送來的分析報告匯總在一處，將面部信息、舌象信息和脈象分析報告這三方面的體質(zhì)信息進行排列組合，給出更加嚴謹?shù)脑\斷結(jié)果和治療建議。
[0030]b.結(jié)果展示模塊會將最終的診斷結(jié)果、治療方案以及健康指導(dǎo)建議以網(wǎng)頁形式發(fā)送給用戶，用戶通過翻看網(wǎng)頁可以查看的內(nèi)容包括:I個人檔案以及就診季節(jié)和時間信息；2自己的舌象和面部圖像;3舌面分析結(jié)果;4脈搏壓力曲線;5脈象分析結(jié)果;6最終的診斷結(jié)果、個性化治療方案以及健康指導(dǎo)建議。
[0031]所述數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)負責(zé)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的維護更新，包括用戶信息存儲模塊和樣本更新模塊。它們完成新用戶的注冊或幫助患者登錄已有用戶，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的個人信息；還要及時保存?zhèn)€人就診記錄、電子病歷，定期將新病人的病歷提交給總服務(wù)器，同時注意對數(shù)據(jù)庫的更新升級。
[0032]此外，本系統(tǒng)還包含數(shù)據(jù)通信模塊，將整個系統(tǒng)聯(lián)系為一個整體，實現(xiàn)對圖像信息、脈象信息、用戶資料和診斷報告的往來傳輸。
[0033]本系統(tǒng)還包含控制模塊，負責(zé)控制整個系統(tǒng)所有模塊按照流程工作，實時監(jiān)督每個步驟的完成，記錄時間。
[0034]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體可分為以下五個方面:
[0035]1.本實用新型實現(xiàn)了舌診、面診以及脈診的結(jié)合，對于三個部分所反映出的健康信息都分別進行量化分析，再完成全面的匯總，針對病人的身體狀況給出更加嚴謹?shù)脑\斷結(jié)果和治療建議。
[0036]2.舌診部分，注重控制光源的影響，采用恒定光源完成拍攝，通過圖像的預(yù)處理保證圖像傳輸質(zhì)量，借助多種算法實現(xiàn)對圖像的去噪、分割、識別以及對環(huán)境光源的分析和補償，最大程度上保證了對舌象色彩和紋理信息分析的可靠性。此外，還可以根據(jù)需要涵蓋其他系統(tǒng)經(jīng)常忽略的對于舌底信息的采集，豐富了診斷依據(jù)。
[0037]3.脈象探測子系統(tǒng)采用面狀多點分布式壓力傳感器技術(shù)測量脈搏信號，可以大大提高測量的靈敏度，有效消除由單點測量而帶來的偶然誤差，尤其可以根據(jù)需要將脈寬、脈長也納入檢測范疇。
[0038]4.診脈過程中，采用浮、中、沉三種力度分別測量病人左右手的寸、關(guān)、尺三個部位，更接近中醫(yī)的脈診過程。對于總共18組脈搏壓力曲線進行時頻域分析，實現(xiàn)對脈長、脈速、節(jié)律、脈寬、力度等方面的脈象要素信息的量化直觀反映。
[0039]5.本實用新型為每名注冊新用戶建立數(shù)據(jù)庫，保存?zhèn)€人就診記錄、電子病歷，及時更新總數(shù)據(jù)庫，方便病人的個人信息管理。對于老用戶，系統(tǒng)能