[发明专利]一种中医脉象检测与信号转换系统和方法

权利要求书

1.一种中医脉象检测与信号转换系统，其特征在于包括：脉象检测装置和信号转换装置，其中，

脉象检测装置包括驻极体传声器、传声器耦合腔、压力传感器、固定装置、加压装置和气囊加减压模块；

驻极体传声器：用事先已注入电荷而被极化的驻极体材料代替极化电源，用来将声音信号转变为电信号；

传声器耦合腔：传声器耦合腔与所述驻极体传声器复合使用，所述驻极体传声器前端紧套一个所述传声器耦合腔，所述耦合腔紧贴桡动脉处皮肤，使所述驻极体传声器与皮肤之间形成空气振动腔，便于所述驻极体传声器振膜拾取信号；

压力传感器：所述驻极体传声器后端紧贴压力传感器测量端，由紧贴其的长条形所述气囊进行加减压，所述气泵工作时加压，所述电磁放气阀工作时缓慢均匀减压，在减压过程中进行数据采集，气压由高到低均匀变化，依次实现中医脉诊时取脉压力的沉取、中取、浮取，得到不同压力下的脉象信号；

固定装置：包括塑料壳体、橡胶套和魔术贴扎带，塑料壳体中间有一圆柱形空腔，朝内开口，朝外封闭，空腔内放置驻极体传声器和压力传感器，二者通过一橡胶套连接固定，塑料壳体外侧固定于魔术贴扎带上；

加压装置：包括气囊和导气管，所述气囊为长条形，所述气囊放在所述魔术贴扎带另一端内侧，所述气囊和所述导气管连通；

气囊加减压模块：包括气泵和电磁放气阀，所述气泵和所述电磁放气阀通过所述导气管连接，由微控制器发出指令控制；

信号转换装置包括：阻抗变换的场效应管、低通滤波电路、信号放大电路、高通滤波电路、平移电路、正向积分电路、微控制器和计算机，所述阻抗变换的场效应管输入端接所述驻极体传声器实现阻抗变换，所述阻抗变换的场效应管出端接低通滤波电路，所述低通滤波电路、所述信号放大电路、所述高通滤波电路、所述平移电路和所述正向积分电路按顺序依次首尾相接，所述正向积分电路输出端信号为脉象压力信号，所述正向积分电路的输出端接微控制器的A/D采集模块，所述微控制器接所述计算机，通过所述计算机显示脉象图形。

2.根据权利要求1述一种中医脉象检测与信号转换系统，其特征在于所述驻极体传声器采用杭州吉高电声科技有限公司的CRY332型压力场传声器，其频响特性为3.15Hz-10kHz±2dB，灵敏度为31.6mV(-30dB)±2dB，静压系数为-0.01dB/kPa，用于脉搏波声音信号的提取。

3.根据权利要求1述一种中医脉象检测与信号转换系统，其特征在于所述正向积分电路为基于运算放大器的正向积分电路。

4.一种中医脉象检测与信号转换方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将驻极体传声器和压力传感器复合使用，驻极体传声器紧贴人体桡动脉处皮肤采集脉象声音信号；

步骤二：将采集到的脉象声音信号进行处理得到中医脉象压力信号，驻极体传声器采集声音信号的处理过程主要包括：阻抗变换、低通滤波和放大、高通滤波和信号平移、正向积分等；

步骤三：然后通过微控制器A/D模块转换为数字信号输出到计算机中显示，即得到压力脉象图；

步骤四：压力传感器实时检测传声器与桡动脉皮肤间的取脉压力，经过低通滤波后通过微控制器A/D模块转化为数字信号，进而在计算机中显示出实时取脉压力值；

步骤五：将步骤三得到的压力脉象图与同一时间由压力传感器检测到的压力脉象图对比，差异在一定范围之内。

5.根据权利要求4所述一种中医脉象检测与信号转换方法，其特征在于步骤二中的阻抗变换：声音信号处理电路通过在驻极体传声器输出端接入一个场效应晶体管实现低输出阻抗变换，有利于信号进入下级处理。

6.根据权利要求4所述一种中医脉象检测与信号转换方法，其特征在于步骤二中的低通滤波和放大：通过RC低通滤波电路滤除高频噪声信号，然后通过运放将微弱的声音信号放大，以便下一步的处理。

7.根据权利要求4所述一种中医脉象检测与信号转换方法，其特征在于步骤二中的高通滤波和信号平移：声音信号的幅值均为正值，因此需要通过硬件电路对信号进行高通滤波去掉直流分量以及平移处理，使得信号有正有负，积分后才能得到变化的波形。

8.根据权利要求4所述一种中医脉象检测与信号转换方法，其特征在于步骤二中的正向积分：经过上述处理后的信号最后通过基于运放的正向积分电路，积分后即得到由脉象声音信号转换为的脉象压力信号，正向积分电路的积分公式：

V_out＝2/R₁₂C₃∫V_indt

其中设置R₁₂、C₃的值使得R₁₂C₃＝2。