曲面應變片、脈搏信號提取裝置及方法和脈象診療系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學生物脈搏信息監測及遠程醫療領域，具體涉及光纖光柵曲面應變片、脈搏信號提取裝置及方法和脈象診療系統。
【背景技術】
[0002]中醫診脈是一門古老的技術，采用儀器輔助診脈是一項技術難題，這是由于人體脈象的復雜性、易受干擾性及個體差異性等特點，即使對于經驗豐富的老中醫而言，脈象仍是只可意會難以言傳，一般檢測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果。
[0003]針對中醫脈象信息進行提取，現有技術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別浮、沉、虛、實、滑、澀等實際中脈象，但是無法精確測量出多種脈象混疊的數據，因此只能針對某些病患提出試探性的病癥診斷。這樣的醫療儀器是無法適應中西醫結合需求的。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、光電探測式、壓敏電阻式還是超聲波式，都無法達到光纖傳感器的檢測精度。針對漫射光層析成像系統的復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，可以測量出的脈象數據預計也能遠遠超過現有水平。系統的體積和重量決定應用場景。目前國內外在相關領域，會使用心電圖、腦電圖等方式進行脈搏信號的檢測、體積較大、價格昂貴，同時在人體上夾持的部位過多。例如心臟手術，如果需要監測脈搏信號，采用心電圖顯然是不現實的。
[0004]在光纖傳感器方面，目前醫學上應用的主要是傳光型光纖傳感器。但在目前脈診客觀化的應用上，光纖主要用來傳遞信號而非感應獲取信號，現有的光纖傳感裝置實質上仍為光電式裝置。目前也有提出采用雙光纖光柵來消除環境干擾測量脈搏信息的方法，但只是停留在信號的初步提取沒有進一步分析及數據處理，停留在能測出脈搏波形的可行性上。該方法是在一根光纖上刻了兩個光柵，一個光柵用來測量脈搏信號，另一個用來測量環境干擾。

【發明內容】

[0005]本發明針對的技術問題，為了提高脈搏信號的測量精度以及使傳感器小型化，我們選擇了光纖光柵。針對現有的光纖光柵傳感器沒有測量脈搏這種低頻、微弱的信號，提出了用光纖光柵曲面應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，同時一定程度上減弱了干擾。通過光纖光柵傳感器測量的精確信號，使得相近脈象的區分更加明顯。所采用的光纖為普通單模光纖，與現有光纜網絡組網方便，提高了遠程醫療的可靠性。實現了脈診的客觀化、精確化、便捷化、可靠化。除了確定脈象外，為方便醫者的診斷，同時提供體溫、心率的參數，為臨床醫療以及遠程醫療提供可靠依據。
[0006]具體技術方案如下:
[0007]一種用于脈搏信號提取的光纖光柵曲面應變片，包括光纖光柵和曲面應變片；所述曲面應變片由正面應變片和背面應變片兩片對稱的應變片粘合而成，正面應變片鏤空成帶有雙十字型槽，背面應變片鏤空成一字型槽，背面應變片鏤空位置與正面應變片鏤空部分對應設置；每片應變片均由兩端為矩形形狀面板和中部結構為雙T形狀面板的一體化結構組成，且沿縱向軸對稱，兩端沿縱向軸對稱向中間彎曲；所述正面應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變片內；所述光纖光柵上的光柵部分置于槽內，剩余部分固定于曲面應變片上；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焊的方式。
[0009]本發明還提供了一種脈搏信號提取裝置，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變片、外殼和光纖跳線；所述光纖光柵曲面應變片置于外殼內，所述光纖跳線連接光纖光柵曲面應變片的光纖光柵，并延伸至出所述外殼；所述光纖探頭埋入所述腕帶內。
[0010]進一步地，所述外殼和腕帶采樣娃膠或橡膠材料制成。
[0011]本發明的一種脈象診療系統，包括家庭終端，醫療終端和傳輸光纜；所述家庭終端包括計算機和所述的脈搏信號提取裝置；所述醫療終端包括計算機、光纖光柵解調系統、數據處理分析系統和脈象數據庫，家庭終端采集信號，傳輸光纜傳遞信號至醫療終端進行解調、處理和分析后，輸出脈象信息。
[0012]本發明提供的一種脈搏波信號處理方法，包括如下步驟:
[0013](I)用上述的脈搏信號提取裝置測量脈搏波信息；
[0014](2)對脈搏波信息的反射中心波長變化做譜圖分析，獲得特征參量，建
[0015]立脈象的概率神經網絡(PNN)模型；
[0016](3)將脈象的概率神經網絡(PNN)模型與數據庫中的脈象數據比對，得到脈象結果O
[0017]采用本發明獲得的技術效果:本發明利用光學檢測靈敏度高、噪聲低的特點，基于光纖微震動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程傳輸采集數據的特點實現“懸絲診脈”。在此基礎上通過大量數據采集，對中醫脈象建立數據模型，建立起準確而完善的光纖脈象分析診療系統。
[0018]說明書附圖
[0019]圖1是光纖光柵曲面應變片結構正面示意圖；
[0020]圖2是光纖光柵曲面應變片結構背面示意圖；
[0021]圖3是光纖光柵曲面應變片結構側面示意圖；
[0022]圖4是脈搏信號提取裝置結構示意圖；
[0023]圖5是光纖光柵曲面應變片結構參數設置示意圖；
[0024]圖6是本發明中的脈象診療系統框圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0026]如圖1、圖2、圖3所不，一種光纖光柵曲面應變片I，包括光纖光柵和曲面應變片；所述曲面應變片由正面應變片和背面應變片兩片對稱的應變片粘合而成，正面應變片鏤空成帶有雙十字型槽4，背面應變片鏤空成一字型槽5，背面應變片鏤空位置與正面應變片鏤空部分對應設置；每片應變片均由兩端為矩形形狀面板2和中部結構為雙T形狀面板3的一體化結構組成，且沿縱向軸對稱，兩端沿縱向軸對稱向中間彎曲；所述正面應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變片內；所述光纖光柵上的光柵部分置于槽內，剩余部分固定于曲面應變片上；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變片1、外殼和光纖跳線；所述光纖光柵曲面應變片置于外殼內，所述光纖跳線連接光纖光柵曲面應變片的光纖光柵，并延伸至出所述外殼；所述光纖探頭埋入所述腕帶內。
[0028]光纖光柵曲面應變片彎曲一定程度圓弧，本實施例彎曲半徑為為11.1cm