基于MSP430的脉搏波信号传感器数据采集与处理(2)
公元三世纪时，出现了《脉经》一书，这是我国在脉搏方面最早的专著。脉诊是一种利用脉象信息来诊断疾病的方法，凭借其绿色诊断和无创诊断的特点，受到了国内外学者的广泛关注。中医是靠手指按压在脉搏处获取脉搏的信息，虽然其具有无痛、无创、简易等特点，但是在长时间的医疗实践中也出现了一些弊端[3]。一方面，中医脉诊仅仅依靠医生手指的感觉来判别脉象的特征，有时掺杂了一些主观判断因素，无法客观地判断脉象特征；另一方面，医生所感知到的脉象信息无法记录下来，不利于进一步研究和判别患者的脉象机理。中医脉诊带有的这种主观性，对其检测精确度和可操作性造成很大影响，某种程度上制约了脉诊在实际生活中的应用和学术领域的交流发展[4]。
因此，对诊脉进行客观理性的诊断和分析，即脉诊的客观化，对于发扬中医脉学有着极大的帮助。故本课题为了提高脉诊的客观有效性，研究设计了一种基于MSP430单片机的脉搏测量仪，可在显示屏上显示一分钟脉搏跳动次数。随着脉诊客观性的不断成熟和发展，这将为医学上进一步对脉搏波的分析和研究打下良好的基础。
1.2 脉搏波信号概述
当人体心脏在一个周期内搏动一次，其动脉血管内的压力、动脉的容积和动脉内的血液流通状态都会发生一系列的变化[5]。这种变化可在动脉浅表处被感知，故将其称为脉搏。通过测量仪器检测到的人体脉搏，再用不同的压力取法画出曲线，这个曲线就被称为脉图。
脉图如图1.1所示。心脏收缩时，心室向人体动脉射血的过程，导致人体动脉的血压上升，从而使得动脉血管发生扩张和动脉血管发生位移，造成了升支。而在心室射血过程的后期，射血的速度不断减慢，流入动脉根部的血量比向外周流出的血量低时，可降低动脉血管的压力，造成了降支[6]。人体心脏生理机能和动脉血管内的压力变化影响着升支和降支构成的脉搏信号的波形和幅度。所以通过分析脉图曲线，就可以客观地取得人体脉搏的相关信息。
图1.1 脉图结构示意图
现代脉象诊断要实现可视化，可以通过分析脉搏图的各项参数。但是人体的生理信号多是低频弱信号，且多处于强噪音环境之中，其中脉搏波信号更是如此，因此脉搏波信号必须经过滤波和放大的处理之后才能满足系统采集的要求。这也是在设计有效的脉搏测量仪时要考虑的问题之一。
1.3 国内外研究发展状况
无论是在国内还是国外，对于脉搏波信号的研究，都是由脉诊开始的。中医的脉诊历史悠久、富有内涵，其很好地体现了中医“整体观念，辨证论治”的思想[7]。宋代的“察病指南”是我国最早的脉诊示意图，虽然并不能将其作为脉诊客观化的根据，但古人的这种创造性的见解，对于现代医学来说还是有很大影响的。至于古代西方的脉学，也可追溯到很久以前。公元前四世纪，希腊的Herophilus创立了古代西方脉学，并且他认为可以用音乐来表达脉象的搏动情况。之后，西方在脉诊方面也陆陆续续出现了不少著作，并总结了许多临床经验[8]。
国外方面，1860年法国的Vierordt发明了第一台弹簧杠杆式脉搏描记器。而国内方面，20世纪50年代初朱颜首次使用脉搏仪，对于中医脉诊的客观化进展研究有着重要的影响。此后，随着电工电子技术和机械制造技术的不断发展，我国在脉搏测量仪方面的研究和制造水平也不断提高。国内各地陆续研究制造出了采用不同材料的换能器为基础的脉搏仪，并不断提高其精确度和灵敏度。