瞿昊宇，謝夢洲，瞿年清，劉旺華，賀 妍，楊 浠

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)診斷研究所，湖南 長沙410007；2.中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙410007）

脈診是中醫(yī)診察疾病的重要方法，在臨床上具有重要的指導(dǎo)意義。醫(yī)生診病一般是用聽診器和手指來聽心律及切脈，或者連接“心電圖”機(jī)作進(jìn)一步的檢查，危重病人還要用“心電圖”機(jī)進(jìn)行心律監(jiān)護(hù)。聽診器和手指切脈結(jié)果不客觀，“心電圖” 機(jī)連接起來需寬衣解帶，亦常不便。鑒于此，作者通過研制的“計算機(jī)脈象儀” 和高靈敏度觸覺傳感器（專利號：ZL20052005287，ZL2006200498179） 脈博探頭兩者結(jié)合在一起，通過一定的方法把脈搏信息描記成便于分析的直觀曲線圖形，即脈搏波形圖，簡稱為脈圖，完整描記出人體脈搏信息，實現(xiàn)脈診的客觀化和計算機(jī)分析的自動化。

1 計算機(jī)脈象儀的原理

計算機(jī)脈象儀是通過纏繞在橈動脈寸口部高靈敏度觸覺傳感器與普通計算機(jī)麥克風(fēng)接口相連，實現(xiàn)電腦聽診、診脈和人體心血管檢測。

一般脈象儀將人的脈搏信號經(jīng)傳感器采集，再通過A/D 轉(zhuǎn)換等電路，然后再進(jìn)行數(shù)字分析和處理。它們都是由傳感器、信號放大器、檢波或濾波裝置、A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲電路、示波器、記錄儀、計算機(jī)處理系統(tǒng)等部件組成。目前常見的脈象儀傳感器主要有壓力傳感器、光電式脈搏傳感器[1]等，這種脈象儀的缺點是成本高，而且可靠性一般。雖然促進(jìn)了脈象客觀化研究，但由于影響因素較多，臨床應(yīng)用局限，至今未能廣泛應(yīng)用。

電腦麥克風(fēng)接口相當(dāng)于計算機(jī)的“耳朵”，脈搏探頭產(chǎn)生的脈搏信號可以由計算機(jī)話筒接口電路及相應(yīng)的驅(qū)動程序進(jìn)行實時采集。計算機(jī)脈象儀將“高靈敏度觸覺傳感器”直接接入電腦，利用個人計算機(jī)的各種硬件（如，顯示、打印、存儲）和軟件資源進(jìn)行脈象的數(shù)字分析和處理，取代普通脈象儀中要用到的信號放大器、檢波或濾波裝置、A/D 轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲電路、示波器、記錄儀，既降低了成本又提高了脈象儀的可靠性和技術(shù)水平，自動準(zhǔn)確的確定中醫(yī)的遲、數(shù)、弦、滑、澀、細(xì)、虛、實、結(jié)、促、代等常見脈象[2]，并且能代替聽診器用于測定人體血壓[3]，了解心血管的功能狀態(tài)，以及血液循環(huán)、微循環(huán)狀態(tài)。

2 高靈敏度觸覺傳感器的特點

多年以來，人們以電學(xué)換能途徑，如壓電晶片式、電磁式、應(yīng)變電阻式、液態(tài)換能式、阻抗式、光電換能式等，開展了中醫(yī)脈搏儀的研制和脈圖的研究。國內(nèi)先后研究使用較多的中醫(yī)脈象儀有DhG-2 型氣壓電阻脈象儀（大連）、MX-3 型[4]、ZM-Ⅰ型中醫(yī)脈象儀（上海）、MX-811 型脈象儀（南昌）、Bys-14 型心電脈象儀（北京）[5]、光電血管容積脈圖儀[6]等十余種。雖然所用探頭有別，但其機(jī)電換能原理基本類似，都是基于應(yīng)變片電阻式的傳感器。其主要原理是脈搏的起伏帶動傳感器觸頭的微小移動，進(jìn)而使用變片變形和應(yīng)變電阻的阻值變化，最終產(chǎn)生電信號的改變。

高靈敏度觸覺傳感器脈搏探頭 （實物見圖1），與上述應(yīng)變片式傳感器相比在結(jié)構(gòu)和原理上完全不同。其核心為一駐極體電容，俗稱咪頭。駐極體電容是通過其電容兩極極板的微小變化來導(dǎo)致電信號的變化，并且該電容與一駐極體三極管緊密連接在一起將微弱的電信號就地放大，因此其靈敏度很高。咪頭主要是用作話筒實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換的，當(dāng)然不能直接作為脈搏傳感器。作者正是將駐極體電容密封在一空氣腔中并設(shè)計出一薄膜窗口才發(fā)明出了高靈敏度觸覺傳感器，同時申報和獲得了專利。

圖1 高靈敏度觸覺傳感器脈搏探頭

3 計算機(jī)脈象儀脈象辨識方法

作者發(fā)明計算機(jī)脈象儀后，根據(jù)波形圖研制了相應(yīng)的識別軟件，用于脈象信號的采集、記錄保存及脈象的自動識別。由于計算機(jī)脈象儀使用高靈敏度觸覺傳感器作為脈搏探頭，其脈波信號強(qiáng)、波形客觀完美，脈搏信息完整。圖2是用計算機(jī)脈象儀采集的脈波周期圖，圖中已經(jīng)轉(zhuǎn)換成習(xí)慣的應(yīng)變片電阻式脈圖，它和MX-3 型及ZM-Ⅰ型中醫(yī)脈象儀完全一致而波形更趨精準(zhǔn)和完美。

圖3為計算機(jī)脈象儀脈象自動識別參數(shù)校準(zhǔn)設(shè)置表。圖中一目了然的反應(yīng)出弦、滑、澀、實、虛、浮等脈的判別參數(shù)及其原理[7]。

圖2 計算機(jī)脈象儀采集的脈波周期圖

圖3 計算機(jī)脈象儀脈象自動識別參數(shù)校準(zhǔn)設(shè)置圖

參考《中醫(yī)診斷實驗方法學(xué)》[8]一書中介紹的常見病脈的脈圖特征及相關(guān)參數(shù)，軟件對涉及到的各類脈象值進(jìn)行了設(shè)定。

例如，當(dāng)脈波下降支D2的幅度小于設(shè)定值35時，脈象被自動識別為弦脈。又如，當(dāng)收縮波周期T1大于設(shè)定值40 而脈波上升支U2的幅度大于上升支U3時，脈象被識別為滑脈；當(dāng)脈波下降支D1的幅度大于設(shè)定值57 時，脈象被自動識別為浮脈。圖3說明，用計算機(jī)脈象儀來完成脈象的識別簡單有效，而且結(jié)果也準(zhǔn)確。

[1]燕海霞，王憶勤，李福鳳.中醫(yī)脈象傳感器的研究進(jìn)展[J].上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2005，19(1):62-64.

[2]費兆馥.中國脈診研究[M].上海:上海中醫(yī)學(xué)院出版社，1991.

[3]瞿年清，謝夢洲.脈搏波形釋義[J].中國中醫(yī)藥信息雜志，2007，14(6):3-4.

[4]費兆馥.現(xiàn)代中醫(yī)脈診學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社，2003.

[5]黃獻(xiàn)平，李冰星.BYS—14 型心電脈象儀與MX-81l 型脈象儀的比較[J].湖南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，1999，19(1):66-67.

[6]張渝寒.光電血管容積脈圖儀.中醫(yī)藥工程研究與應(yīng)用[M].中國中醫(yī)藥出版社，1992:122.

[7]瞿年清，謝夢洲.脈搏波與心血管血液循環(huán)[J].中國中醫(yī)藥信息雜志，2008（1）:8-9.

[8]袁肇凱.中醫(yī)診斷試驗方法學(xué)(第2 版）[M].北京: 科學(xué)出版社，2007：102-103.