CN103027668A

CN103027668A - 用于中医脉诊的脉搏信号的处理

Info

Publication number: CN103027668A
Application number: CN2011103168689A
Authority: CN
Inventors: 米凯云; 谭思黎; 刘佳
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明涉及用于中医脉诊的脉搏信号的处理。按照本发明的中医脉诊装置包括：输入单元，用于接收用户输入；处理单元，用于根据受检对象的脉搏波形的特征参数确定脉象要素的状态；以及显示终端，在其显示屏幕上包括：第一区域，用于显示受检对象的脉搏波形；第二区域，用于显示受检对象的一组脉象要素的状态。通过在显示屏幕上同时呈现脉搏信号波形与脉象要素状态，使得专业人员能够以简单、明了的方式获知脉搏信号的第一手资料。另外，同时提供的脉搏信号采集的季节和时间可使专业人员作出更全面的诊断结果。再者，将连续取值的脉搏信号的特征参数映射为离散的脉象要素状态，经过变换后的信号处理结果更为契合中医诊断的思维模式，方便了专业人员的使用。

Description

用于中医脉诊的脉搏信号的处理

技术领域

本发明涉及生理信号的处理，特别涉及用于中医脉诊的脉搏信号的处理。

背景技术

脉诊是在历代医家长期的医疗实践中总结出的具有一种诊病方法。其通过观察“脉象”来判断病症情况。脉象是手指感觉脉搏跳动的形象，其随心脏搏动而产生，按照中医理论，其与心气的盛衰、脉道的通利和气血的盈虚直接有关。脉诊之所以重要，就是由于脉象能传递机体各部分的生理病理信息，是窥视体内功能变化的窗口，可为诊断病证提供重要依据。

脉象的种类很多，中医文献中常以位、数、形、势四个方面加以分析归纳。位指的是脉动部位的浅深；数主要指脉动的频率和节律；形和势是指脉的波动形态和趋势状态。在目前的中医理论中，将构成各种脉象的主要因素大致归纳为脉象的部位、至数、长度、宽度、力度、流利度、紧张度、均匀度八个方面。一般而言，脉象与人体内外环境的关系非常密切，不但受年龄、性别、形体、生活起居和精神情志的影响，而且随着机体适应内外环境的自身调节，还可以出现各种生理性变异。另外，精神情志也可引起脉象的明显变化。有关脉象的详细理论例如可以参见人民卫生教育出版社2009年2月版的《费兆馥中医诊断学讲稿》一书，该出版物的内容以全文引用的方式包含在本申请案中。

脉诊作为中医诊病辨证的一种传统经验医学，几千年来一直有效地指导着中医临床，但其也存在表述缺少规范性以及指感触觉包含过多主观色彩等缺陷，这阻碍了脉诊的推广和接受。

因此迫切需要提供对表征脉象的脉搏信号进行处理的技术，以辅助专业人员客观、准确和快速地作出诊断结果。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种中医脉诊装置，其可辅助专业人员客观、准确和快速地作出诊断结果。

上述目的可以通过下列技术方案实现：

一种中医脉诊装置，包括：

输入单元，用于接收用户输入；

处理单元，用于根据受检对象的脉搏波形的特征参数确定所述脉象要素的状态；以及

显示终端，在其显示屏幕上包括：

第一区域，用于显示所述受检对象的脉搏波形；

第二区域，用于显示所述受检对象的一组脉象要素的状态。

本发明的另一个目的是提供一种用于中医脉诊的脉搏信号处理方法，其可辅助医师客观、准确和快速地作出诊断结果。

上述目的可以通过下列技术方案实现：

一种用于中医脉诊的脉搏信号处理方法，包括下列步骤：

接收受检对象的脉搏信号；

根据所述脉搏信号的特征参数确定所述受检对象的一组脉象要素的状态；以及

在显示屏幕的第一区域显示所述受检对象的脉搏波形，并且在第二区域显示所述脉象要素的状态。

优选地，在上述技术方案中，所述显示屏幕还包括第三区域，用于显示所述受检对象的档案以及季节和时间信息。

优选地，在上述技术方案中，所述脉象要素的状态由所述脉搏波形的特征参数中的一个或多个表征。更为优选地，将表征每个所述脉象要素的所述脉搏波形的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个所述区间对应于所述脉象要素的其中一个离散状态，所述脉象要素的状态以相应的离散状态表示；或者，将表征每个所述脉象要素的所述脉搏波形的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个所述区间对应于所述脉象要素的其中一个离散状态，所述脉象要素的状态以相应的离散状态和该离散状态出现的概率的组合形式表示。

按照本发明实施例，通过在显示屏幕上同时呈现脉搏信号波形与脉象要素状态，使得专业人员能够以简单、明了的方式获知受检对象的脉搏信号的第一手资料，有助于其作出客观、准确和快速的诊断。另外，在本发明的实施例中，还在显示屏幕上同时提供脉搏信号采集的季节和时间，这使专业人员能够综合更多的信息，作出更全面的诊断结果。再者，在本发明的实施例中，将连续取值的脉搏信号的特征参数映射为离散的脉象要素状态，经过变换后的信号处理结果更为契合中医诊断的思维模式，方便了专业人员的使用。

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚。

附图说明

图1为按照本发明一个实施例的中医脉诊装置的示意框图。

图2为图1所示显示终端的显示屏幕上显示的界面示意图。

图3为图1所示显示终端的显示屏幕上显示的另一界面的示意图。

图4示出了一个典型脉搏波的波形图，图中的纵轴代表波幅，横轴代表时间。

图5示出了按照本发明一个实施例的脉搏信号处理方法的流程图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述本发明的具体实施方式来阐述本发明。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本发明的精神和保护范围并无限制作用。

在本说明书中，“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。此外，这里对信号的处理应作宽泛地理解，包括但不限于对信号的改变、变换、参数提取、呈现和显示等操作。再者，诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的用语并不表示单元或数值在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元或数值之用。

图1为按照本发明一个实施例的中医脉诊装置的示意框图。

参见图1，本实施例的中医脉诊装置10包括输入单元110、处理单元120、显示终端130和脉搏信号获取单元140。

用户指令和数据通过输入单元110输入并被发送至处理单元120，输入单元110的例子包括但不限于键盘、笔输入板、鼠标等。可选地，可采用触摸屏来同时实现输入单元110和显示终端130的功能，即，输入单元110和显示终端130被集成在一个设备中。

脉搏信号获取单元140用于获取受检对象或病人的脉搏信号或脉搏波形。这些脉搏信号包括从受检对象的左手和/或右手的特定部位(例如寸、关、尺三个部位)测量得的脉搏跳动信号。

处理单元120与输入单元110、显示终端130和脉搏信号获取单元140相连，其一方面负责对获取的脉搏信号进行处理(例如从受检对象的脉搏波形中提取特征参数以及根据这些特征参数确定受检对象的脉象要素的状态)，另一方面还将处理结果(例如脉搏波形的图形化表示、脉象要素的状态等)送至显示终端130进行显示，以辅助专业人员作出诊断结果。此外，处理单元120可以根据用户经输入单元110输入的指令，调整显示终端130的显示项目的类型及其显示的位置。

图2为图1所示显示终端的显示屏幕上显示的界面示意图。如图2所示，显示屏幕被划分为若干区域，其中，屏幕的上方显示受检对象的脉搏波形图或脉波图。在图2所示的实施例中，示出的是从受检对象右手的寸、关和尺三个部位同时采集的脉搏波形，但是也可以由用户通过输入单元110切换显示左手三个部位的脉搏波形，或者由用户通过输入单元110切换显示右手和左手总计六个部位的脉搏波形中的一个或多个。这种图形化显示脉搏信号的方式使专业人员能够以直观的方式获知受检对象的脉搏信号的第一手资料，而且以视觉替代触觉可以有效避免各种因素(例如环境和专业人员个体差异等)造成的感官差异，这些都有利于专业人员作出客观、准确和快速的诊断。

参见图2，在屏幕的下半部分示出了受检对象的脉象要素的状态。这里的脉象要素包括但不限于浮沉度、脉长、脉速、节律、脉宽、力度、流利度和紧张度等。用户可以根据其研究成果、诊治经验以及偏好等，通过输入单元110对这些要素作替换、增加和减少操作。

如图2所示，右手三个部位的每个部位都包含浮沉度、脉长、脉速、节律、脉宽、力度、流利度和紧张度等要素。对于每个脉象要素，以离散状态来表示其所处的状态(即图2中的脉象特征)，其中“+”、“0”和“-”等符号的种类以及数量的不同组合代表了不同的离散状态。脉象要素的状态根据获取的脉搏信号确定，具体方式将在下面作详细描述。在本实施例中，每个脉象要素的状态或脉象特征被划分为七个等级，按照程度大小依次以“+++”、“++”、“+”、“0”、“-”、“--”和“---”表示。在中医脉诊的阴阳理论中，常用阴阳属性来表示脉象要素的度或状态，本实施例的符号“+”和“-”被用来定量表示各个脉象要素阴阳的程度，符合中医思维习惯，方便了专业人员的使用。但是需要指出的是，上述等级划分和表示方式都是示例性的，实际上也可以采用其它的方式，这些都属于本发明保护的范围之内。

图3为图1所示显示终端的显示屏幕上显示的另一界面的示意图。与图2相比，图3所示的显示屏幕同样被划分为若干区域，其中，屏幕的上方显示受检对象的脉搏波形图或脉波图而下半部分示出了受检对象的脉象要素的状态，但是脉象要素状态的表示方式与图2不同。在图3中，对于每个脉象要素，其状态(图3中的脉象指标)以状态类型名称(例如偏浮、正常、偏数、甚齐、微细、微虚、微滑、甚弦等)以及这种类型出现的概率的组合形式表示。

需要指出的是，图2和3中显示屏幕上所示的脉象要素的状态应视为是一种经过处理后的人体生理信号，虽然其中蕴涵了受检对象的生理信息，但是它们并不等同于诊断结果而只是一种中间测量结果，因为这些状态信息与诊断结果之间不存在简单的对应关系，只有利用专业人员的经验和技能才能从这些信息中提炼出诊断结果。

脉象要素的状态可以用脉搏信号的特征参数来表征，这些特征例如包括时域特征参数、频域特征参数以及时频域特征参数。

图4示出了一个典型脉搏波的波形图，图中的纵轴代表波幅，横轴代表时间。根据图4的波形图，可以获取下列时域特征参数：主波幅度h1以及相应的主波上升时间t1、潮波起点幅度h2以及对应的时间t2、潮波幅度h3及其对应的时间t3、降中峡幅度h4及其对应时间t4、重搏波幅度h5及其对应时间t5、房缩前波幅度h6及其对应时间t6、房缩波幅度h7及其对应时间t7、波峰数peaknum、脉搏周期的面积S、主波相对宽度w/T、主波上升斜率h1/t1、主波下降斜率(h1-h2)/(t2-t1)、潮波相对幅度h3/h1、降中峡相对幅度h4/h1和周期T等。有关上述特征参数的详细描述可参见科学出版社2010年10月版的《现代脉诊学》和人民卫生教育出版社2009年2月版的《费兆馥中医诊断学讲稿》，这些出版物的内容以全文引用的方式包含在本申请案中。

在上述参数中，t1-t7、h1-h7和T等为原始参数，而诸如w/T、s1和s2之类的参数为基于原始参数的组合参数，其中s1和s2分别为主波上升斜率h1/t1和主波下降斜率(h1-h2)/(t2-t1)。需要说明的是，上述参数可以从单个脉搏波提取，也可以在多个被考察的脉搏波(例如6-16个)范围内取平均值。以参数h7和t7为例，可以先判断在被考察的多个脉搏波中房缩波出现的概率是否超过一定的阈值(例如60％)，如果判断结果为真，则计算被考察的多个脉搏波中的房缩波幅度的平均值并将该h7确定为该平均值，否则将h7和t7取值为0。

以下给出上述参数的示例值。

t1＝20.7000 h1＝476.0115 w＝34.7000

t2＝37.5000 h2＝321.8554

t3＝45.7000 h3＝338.8357 h3/h1＝0.7118

t4＝65.3000 h4＝164.4161 h4/h1＝0.3454

t5＝76.8000 h5＝26.8298 s1＝22.9958

t6＝124.7778 h6＝44.2205 s2＝9.1746

t7＝0 h7＝0 w/T＝0.2262

T＝153.4000 S＝26546 peaknum＝4

通过利用诸如神经网络或者最大化互信息之类的特征提取方法提取出与每个脉象要素最相关的脉搏信号的特征参数，可以建立每个脉象要素与特征参数的具体的对应关系。

表1给出了这种对应关系的一个实例。

表1

由表1可见，沉浮度与最佳取脉压力最为相关，脉长与取脉位置最为相关，脉速与图4中的周期T最为相关，节律与Rhm值最为相关，脉宽与脉宽值最为相关，力度与图4中的主波幅度最为相关，流利度则与重搏前波相对幅度h3/h1和主波相对宽度w/T均最为相关，紧张度与主波平均上升斜率h1/t1和主波平均下降斜率(h1-h2)/(t2-t1)均最为相关。

基于所建立的脉象要素与特征参数的对应关系，即可根据脉波图确定每个脉象要素的状态。为此，可将表征每个脉象要素的特征参数取值范围划分为多个区间，每个区间对应于脉象要素的其中一个离散状态。以右手寸部为例，在本发明的一个实施例中，处理单元120从脉搏信号中直接获取表1所示的参数的取值或根据获取的参数的取值计算得到表1所示的参数的取值，然后将这些参数值映射到相应的区间从而得到右手寸部各个脉象要素的状态。需要指出的是，取值范围可以划分为均匀或非均匀的区间，这些划分方式都属于本发明保护的范围之内。另外，图3的脉象指标中的类型出现的概率也可以根据参数的取值进行计算。

可选地，显示屏幕上还可包括一个显示受检对象的档案以及季节和时间信息的区域，例如参见图2和图3的左上角区域。档案示出的个人信息例如包括受检对象的姓名、性别、年龄、身高、体重等，这些信息条目可根据用户的需求进行定制。在该区域还示出了环境信息，例如脉搏信号的采集季节和时间等。研究表明，受检对象的脉象随季节的变迁而变化，例如，生理性弦脉在春季出现的比率明显高于其他季节，生理性沉脉在冬季出现的比率明显高于其他季节，这些脉象出现在对应的季节可以认为是平脉，而若出现在其它季节则可以认为是异常脉象。因此在本实施例中，在显示屏幕上显示季节等环境信息有助于专业人员作出更为准确的诊断结果。值得指出的是，图2和图3所示的环境信息的项目仅仅是示例性的，用户可以自行定制这些内容。

可选地，显示屏幕上还可包括一个用于显示脉象异常提示信息和由专业人员经输入单元110输入的脉象整体判断信息和辩证信息的区域，例如图2和图3所示的右侧区域。在一个实际的应用实例中，专业人员例如根据图2和图3所示的受检对象的脉波图和脉象要素的状态，可在显示标题“脉象整体判断”下方的“由医生填写”栏中输入“浮数，弦紧，右关尤甚”的信息，并在综合各种观察结果(例如受检对象的脉象整体特征、面色、舌苔、病史、年龄等)的基础上，在显示标题“辨证”下方的“由医生填写”栏中输入“风热在表，邪在上焦”的诊断结果。

图2和图3所示右侧区域显示的异常提示信息由处理单元120生成。具体而言，处理单元120对右手和/或左手的寸关尺三个部位采集到的脉搏波形的特征参数分别进行统计分析，并通过相关分析方法来对比特征参数的分析结果，当对特征参数出现变化比较明显的波形(也称为异常或者不规则的波形)时，将异常信息发送至显示终端130。例如在图2和图3所示的实施例中，受检对象右手关部的重搏前波明显不同于寸部和尺部，因此在显示终端130的右侧区域给出了相应的异常提示信息。

如图5所示，在步骤510中，接收受检对象的脉搏信号。所接收的脉搏信号包括从受检对象的左手和/或右手的特定部位(例如寸、关、尺三个部位)测量得到的脉搏跳动信号。

接着进入步骤520，根据脉搏信号的特征参数确定受检对象的一组脉象要素的状态。这里的脉象要素例如包括但不限于浮沉度、脉长、脉速、节律、脉宽、力度、流利度和紧张度等。

如上所述，脉象要素的状态与特定脉搏信号的特征参数之间存在对应关系，因此可以通过预先建立的这种对应关系来确定每个脉象要素的状态。在一个实施例中，将表征脉象要素的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个区间对应于脉象要素的其中一个离散状态。由此，可以将从脉搏信号获取的特征参数映射为一个离散的脉象要素状态值。另外，还可根据特征参数的取值计算所映射的离散的脉象要素状态出现的概率。

随后进入步骤530，在显示屏幕上显示有关脉象特征的信息。例如，可以将显示屏幕划分为多个区域，其中，在第一区域显示受检对象的脉搏波形或脉波图，在第二区域显示在步骤520中确定的脉象要素的状态。可选地，还在第三区域显示受检对象的档案以及脉搏信号采集的季节和时间，以及在显示屏幕的第四区域显示脉象异常提示信息和用户输入的脉象整体判断信息和辩证信息。

由于可以在不背离本发明基本特征的精神下，以各种形式实施本发明，因此本实施方式是说明性的而不是限制性的，由于本发明的范围由所附权利要求定义，而不是由说明书定义，因此落入权利要求的边界和界限内的所有变化，或这种权利要求边界和界限的等同物因而被权利要求包涵。

Claims

1.一种中医脉诊装置，其特征在于，包括：

输入单元，用于接收用户输入；

显示终端，在其显示屏幕上包括：

第一区域，用于显示所述受检对象的脉搏波形；

第二区域，用于显示所述受检对象的一组脉象要素的状态。

2.如权利要求1所述的中医脉诊装置，其中，所述显示屏幕还包括第三区域，用于显示所述受检对象的档案以及季节和时间信息。

3.如权利要求1所述的中医脉诊装置，其中，所述显示屏幕还包括第四区域，用于显示脉象异常提示信息和用户输入的脉象整体判断信息和辩证信息。

4.如权利要求1所述的中医脉诊装置，其中，所述脉象要素包括下列一种的至少一种：浮沉度、脉长、脉速、节律、脉宽、力度、流利度和紧张度。

5.如权利要求1所述的中医脉诊装置，其中，所述脉搏波形包括从所述受检对象左手和右手的寸、关、尺部位测得的脉搏波形中的至少一个。

6.如权利要求1所述的中医脉诊装置，其中，所述脉搏波形的特征参数包括下列中的至少一个：主波幅度(h1)及对应的主波上升时间(t1)、潮波起点幅度(h2)及其对应的时间(t2)、潮波幅度(h3)及其对应的时间(t3)、降中峡幅度(h4)及其对应时间(t4)、重搏波幅度(h5)及其对应时间(t5)、房缩前波幅度(h6)及其对应时间(t6)、房缩波幅度(h7)及其对应时间(t7)、波峰数(peaknum)、脉搏周期的面积(S)、主波相对宽度(w/T)、主波上升斜率(h1/t1)、主波下降斜率((h1-h2)/(t2-t1))、潮波相对幅度(h3/h1)、降中峡相对幅度(h4/h1)、周期(T)。

7.如权利要求6所述的中医脉诊装置，其中，所述脉象要素的状态由所述脉搏波形的特征参数中的一个或多个表征。

8.如权利要求7所述的中医脉诊装置，其中，将表征每个所述脉象要素的所述脉搏波形的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个所述区间对应于所述脉象要素的其中一个离散状态，所述脉象要素的状态以相应的离散状态表示。

9.如权利要求7所述的中医脉诊装置，其中，将表征每个所述脉象要素的所述脉搏波形的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个所述区间对应于所述脉象要素的其中一个离散状态，所述脉象要素的状态以相应的离散状态和该离散状态出现的概率的组合形式表示。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的中医脉诊装置，其中，所述显示屏幕的显示项目以及位置是用户可定制的。

11.如权利要求1-9中任意一项所述的中医脉诊装置，其中，所述输入单元与所述显示终端被集成在一起以触摸屏的形式实现。

12.一种用于中医脉诊的脉搏信号处理方法，其特征在于，包括下列步骤：

接收受检对象的脉搏信号；

13.如权利要求12所述的脉搏信号处理方法，其中，在所示显示步骤中，还在所述显示屏幕的第三区域显示所述受检对象的档案以及季节和时间信息。

14.如权利要求12所述的脉搏信号处理方法，其中，在所示显示步骤中，还在所述显示屏幕的第四区域显示脉象异常提示信息和用户输入的脉象整体判断信息和辩证信息。

15.如权利要求12所述的脉搏信号处理方法，其中，所述脉象要素包括下列一种的至少一种：浮沉度、脉长、脉速、节律、脉宽、力度、流利度和紧张度。

16.如权利要求12所述的脉搏信号处理方法，其中，所述脉搏波形包括从所述受检对象左手和右手的寸、关、尺部位测得的脉搏波形中的至少一个。

17.如权利要求12所述的脉搏信号处理方法，其中，所述脉搏波形的特征参数包括下列中的至少一个：主波幅度(h1)及对应的主波上升时间(t1)、潮波起点幅度(h2)及其对应的时间(t2)、潮波幅度(h3)及其对应的时间(t3)、降中峡幅度(h4)及其对应时间(t4)、重搏波幅度(h5)及其对应时间(t5)、房缩前波幅度(h6)及其对应时间(t6)、房缩波幅度(h7)及其对应时间(t7)、波峰数(peaknum)、脉搏周期的面积(S)、主波相对宽度(w/T)、主波上升斜率(h1/t1)、主波下降斜率((h1-h2)/(t2-t1))、潮波相对幅度(h3/h1)、降中峡相对幅度(h4/h1)、周期(T)。

18.如权利要求17所述的脉搏信号处理方法，其中，所述脉象要素的状态由所述脉搏波形的特征参数中的一个或多个表征。

19.如权利要求18所述的脉搏信号处理方法，其中，将表征每个所述脉象要素的所述脉搏波形的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个所述区间对应于所述脉象要素的其中一个离散状态，所述脉象要素的状态以相应的离散状态表示。

20.如权利要求18所述的脉搏信号处理方法，其中，将表征每个所述脉象要素的所述脉搏波形的特征参数的取值范围划分为多个区间，每个所述区间对应于所述脉象要素的其中一个离散状态，所述脉象要素的状态以相应的离散状态和该离散状态出现的概率的组合形式表示。