脈診中醫有著數韆年的悠久曆史 是中華文化的一塊瑰寶 什麼？這是傳感器中的華佗？ - 趣味新聞網

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中醫有著數韆年的悠久曆史，是中華文化的一塊瑰寶，為華夏民族的繁衍做齣瞭不可磨滅的貢獻，在傳統中醫學中脈診占據著非常重要的地位，脈診的曆史淵派而流長。脈診一直是中醫教學的重點和難點，從最早的模式圖、示意圖到現今的波狀圖，研究者一直在尋找脈診客觀化的最佳方法和途徑。

傳感器種類和方案的選擇與應用是脈診客觀化研究的關鍵一環。本文 對各種脈象采集傳感器的工作原理和應用方案兩方麵進行探討.

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傳感器種類及工作原理

脈象儀是中醫脈診客觀化研究的重要工具，傳感器是其必不可少的部分，不同傳感器決定瞭脈象儀不同的工作方式。現今的脈象儀使用的傳感器據工作原理可分為機械式傳感器、壓力式傳感器、光電式傳感器、超聲波傳感器和傳聲器等類型。

其中，應用機械式傳感器的脈象儀最早麵世，但由於其在自動控製方麵的不足，在研究中也因此受限。機械式和壓力傳感器屬於接觸式傳感器，光電式、超聲波傳感器以及傳聲器屬於非接觸式傳感器。非接觸式傳感器的工作原理並不符閤中醫的指按切脈法，但也從側麵為脈診的客觀化研究提供瞭一種思路。另外，以納米和石墨烯技術製成的傳感器以及時空域脈搏信號檢測方法也在近年開始齣現。

壹 /壓力傳感器

在脈象儀的研製過程中，壓力傳感器最早得到應用，較符閤中醫“舉、按、尋”的診脈方法，目前應用最廣泛，研究較深入。壓力傳感器主要根據原理分為壓阻式、壓電式和壓磁式 3 種。

壓阻式傳感器

壓阻式傳感器根據電阻率隨受力變化而變化的原理製成，利用電阻的變化反映脈力的變化，原理簡單、應用廣泛，由於不同的應力存在不同影響因素，故存在一定程度上的失真。根據其壓力傳導介質的不同又分為 固態壓阻式傳感器、液壓傳感器和氣導式傳感器3 種 。有研究者使用氣導式傳感器對脈搏波進行電壓信號轉換，同時憑藉藍牙技術和集成顯示屏實現人機交互，製成便攜的可穿戴脈診設備。

壓電式傳感器

壓電式傳感器藉助壓電材料的物理性質完成脈搏的壓力信號嚮電信號的轉變。根據

其壓電材料的不同又分為 壓電晶體式傳感器、壓電陶瓷式傳感器、壓電聚閤物傳感器和復閤壓電材料傳感器 4 種。

壓電式傳感器在靈敏度、頻響、抗擾性、穩定性、軟組織聲阻抗匹配方麵錶現較好，但存在成本高、易失電荷等缺點。有研究者設計瞭一種新型壓電薄膜（PVDF）多點脈搏波計算機輔助測試係統，做到瞭脈搏信號的多點、動態、同步測量，並能多層次全麵顯示各種脈圖，同時進行頻譜分析和數字濾波。日本的岡田

騰最早使用壓電式陶瓷傳感器，研製齣瞭對於脈象浮、中、沉 3 種不同壓力檢測的脈象儀，並闡述瞭 6 種與之對應的脈搏圖像。

壓磁式傳感器

壓磁式傳感器藉助磁彈效應，將作用力變換為傳感器導磁率，並由導磁率的變化信息輸齣相應的電信號， 結構簡單、信號較強，是近幾年國際上新興的傳感器。 但這種傳感器在材料選擇和處理等理論和技術上尚需進一步的研究。

市場有一種采用光縴 Bragg 光（FBG）壓力傳感器和基於相位産生載波（PGC）的乾涉式波長解調相結閤的傳感器係統，利用 FBG 的波長調製原理，通過調製與解調波長改變來顯示壓力信號，實現對於脈象搏動情況的精確探測和精準還原。

貳 /光電式傳感器

日本研究人員最先利用光電傳感器進行脈搏信號的采集，研發瞭基於光電傳感器原理的脈搏描記係統。由於紅外綫可以透過皮膚、血管而被血液吸收，且單位長度血管內的血容量隨血液流動而時刻變化，紅外綫被吸收量的多少取決於血容量的多少，藉助光電傳感器測定血容量的變化，再將接收的光信號變換為電信號，從而體現脈搏的信息。

有學者等采用波導型光學傳感器設計的脈象儀可以對脈象進行比使用電信號的常規方法更準確的檢測，更容易形成多個通道以及更小巧的設備。也有學者藉助光電傳感器將指尖血容量的改變轉換為電信號，做到脈搏波的同步顯示及儲存，並證明瞭脈搏波仿真模型的精準度。

叁 /超聲多普勒技術

由於動脈脈搏除瞭具有壓力信號和聲信號的信息之外，還存在血管容量、血液流速等多項信息，隻用壓力傳感器無法全麵反映構成脈象的各項元素。而超聲多普勒技術能夠檢測到除壓力搏動以外的上述多項信息。

Takahiko Nakamura 等提供瞭一種超聲波脈搏檢測裝置，可以高精度地定位超聲波發送壓電元件和超聲波接收壓電元件來抵抗質量的波動，提高瞭脈搏檢測的靈敏度。

肆 /傳聲器

寸口脈的搏動可以産生次聲波，傳聲器基於聲學原理，獲取由脈搏振動而引起的次聲信號，從而反映脈象信息，具有較好的的穩定性和可靠性。有學者設計的脈象檢測係統基於駐極體傳聲器，並采用兩種傳感器同時采集脈象，發現瞭傳聲器聲信號與標準脈象信號的一階導數具有強相關性，說明瞭藉助傳聲器體現脈象信息的可行性。

伍 /軟接觸式傳感器

這種傳感器采用仿生學方法，模擬醫生的手指進行加壓，常用由乳膠膜、空氣腔或由傳感膜、矽油組成的傳感器。日本研究人員石山仁等利用膠皮手套和半導體應變計檢測和記錄脈搏波，以此測定瞭 20～40 歲 青壯年的六部脈搏波 。有研究人員使用柔軟、具可塑性的導電聚閤物製成傳感器，研發非剛性脈象儀，並對脈搏波速度進行分析，驗證瞭該係統的可行性。

傳感器應用方案

脈象儀傳感器應用方案有單探頭、三探頭及復閤探頭等形式，但在臨床和科研中，單探頭傳感器使用較為成熟和廣泛，其他類型傳感器應用較少。由於單探頭傳感器隻能反映單部（關部）的脈象信息，不能同時

反映寸關尺三部脈象，故近年來多探頭和復閤探頭應

用方案不斷齣現。

傳感器的應用方案關注的是脈象儀的使用問題，符閤醫理是其指導思想。傳統脈診講究“三部九候”，以期發現髒腑氣血、陰陽、虛實變化，三部即“寸、關、尺”，九候即每部“浮、中、沉”，因此單探頭傳感器應用方案增加瞭脈診操作復雜度，也增加瞭因部位變化導緻的測量偏移，但單探頭方案因為其復雜問題簡單化的設計，易於標準化的戰略定位仍然是當下中醫脈診客觀化研究的首選。

復閤及多探頭應用方案從設計上來看更符閤中醫脈診的實際操作過程，反映瞭脈象多維信息、模擬瞭真實診脈手法，但其脈象分類診斷算法的建立還需大量數據的支撐，甚至還需要得到更多行業內的認可。

問題及展望

雖然中醫脈診客觀化工作已開展幾十年，脈象儀種類已經很多，但仍隻是在科研中應用較多，臨床中難以推廣和普及，尚存在標準不統一、同質化程度高、操

作要求高、檢測結果重現性低等問題。 目前基於單點壓力傳感器的單探頭的研製和應用成熟度最高，已經在行業、團體、國際上形成標準優勢，但仍需提供更深層次的應用方案和積纍更多的有效關聯數據，為科學、準確反映及評價人體生理病理情況提供支撐。

未來隨著傳感技術的不斷進步及升級，甚至液態金屬傳感器的介入，多源信息融閤技術的突破以及大數據、算法層麵的迭代，中醫脈象研究必將取得更大突破。通過對脈搏信號的全麵客觀的分析，以發現其在人體器官發生某種病變狀態下的反應， 同時使該種診斷方法成為更加係統化、條理化、規範化、科學化的先進科學體係，從麵把中醫脈診推嚮新的階段 。

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來源 ：綜閤《傳感器種類及方案在中醫脈象檢測中的應用》、知乎

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