1、学校代号 10536 学 号 0810503323 分 类 号 TP216 密 级 公开 硕士学位论文嵌入式中医经脉理疗仪的研究学位申请人姓名 谷 应 平 培 养 单 位 长沙理工大学 导师姓名及职称 徐学军 教授 学 科 专 业 电路与系统 研 究 方 向 智能信息处理与应用 论 文 提 交 日 期 2011 年 4 月 10 日 学校代号：10536学 号：0810503323密 级： 公开长沙理工大学硕士学位论文嵌入式中医经脉理疗仪的研究学位申请人姓名 谷 应 平 导师姓名及职称 徐学军 教授 培 养 单 位 长沙理工大学 专 业 名 称 电路与系统 论 文 提 交 日 期 2011 年
2、 4 月 10 日 论 文 答 辩 日 期 2011 年 5 月 18 日 答辩委员会主席 黎福海 教授 Study of An embedded Chinese medical therapeutic apparatus byGu YingpingB.E.(Hunan Business College)2006A Thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree ofMaster of EngineeringinDiscipline of Circuit and SysteminChangs
3、ha University of Science Pulse condition; TCM; Embedded system; ARM;目 录摘 要 .IABSTRACT.II第一章 绪论1.1 课题来源 .11.2 中医诊脉仪器的现状和发展趋势 .21.3 研究意义和主要工作 .51.4 论文结构 .5第二章 整体设计思想2.1 嵌入式系统知识简介 .72.1.1 嵌入式系统 .72.1.2 嵌入式微处理器 .82.1.3 嵌入式系统开发方法 .82.2 脉象信号 .92.3 理疗仪整体设计.102.3.1 理疗仪采用嵌入式设计的依据 .102.3.2 系统硬件构筑 .112.3.3 软件模
4、块分析 .122.4 本章小结.12第三章 硬件设计3.1 理疗仪微处理器选型.133.2 理疗仪硬件设计原理.143.2.1 脉象输入系统 .153.2.2 理疗输出系统 .163.3 电路设计.183.3.1 核心板电路设计 .193.3.2 存储器电路 .213.3.3 扩展板电路设计 .243.4 本章小结.28第四章 系统软件4.1 设置交叉编译环境.294.2 BOOTLOADER 裁剪和移植 .314.2.1 BootLoader 的启动过程分析 .314.2.2 常见 BootLoader .324.2.3 BootLoader 裁剪和移植 .334.3 内核裁剪和移植 .34
5、4.4 根文件系统.374.4.1 理疗仪所需的根文件系统内容 .384.4.2 创建理疗仪的根文件系统 .394.5 理疗仪驱动程序设计.414.5.1 LCD 驱动 .424.5.2 ADC 驱动 .424.6 本章小结.43第五章 应用开发与系统调试5.1 信号和槽机制 .445.2 开发环境搭建 .455.3 应用程序开发和调试 .455.4.1 应用软件设计原理 .455.4.2 应用软件设计 .475.4.3 应用程序调试 .565.5 本章小结 .57第六章 总结与展望参考文献 .60致 谢 .63附件 A 攻读学位期间发表的学术论文 .641第一章 绪论1.1 课题来源现代社会
6、健康这个理念是无处不在，无时不有，无论国际推崇的预防医学，还是中国传统观念的最高中医境界治未病思想，都希望能依赖现代科学技术如物流网之类的观念提升人类健康。中医重视人与自然和谐发展，强调辨证论治的个体化诊疗医学思想，在当今医学模式转变过程中，显示出更加明显的优势和特色。中医是中华民族几千年来防治疾病实践经验和理论总结的结晶，具有系统理论与丰富实践经验和显著临床疗效，是生命科学中体现中国人文精神特点的一个重要领域。然而由于它抽象、晦涩，诸多理论都是停留在医生的经验之上。存在几千年的中医是该“扬”还是该“废”？自从西方现代医学传入中国之后这个问题就没有停止过论争。纵观分析，大多是文化哲人和医学工作
7、者站在不同的角度进行斗争。作为一个信息科学与计算机技术工作者，希望能运用现代信息科学技术对信息科学与生命科学的进一步交融做一点工作。随着科技不断进步，各种新型技术相继问世，其中嵌入式技术的发展极大的改善了人们的生活质量。很重要的一个原因就是它充分的利用了现有资源，对软硬件进行紧密结合，针对不同领域设计专有系统，同时使该系统具有智能和方便携带的特性。传统中医如果能利用嵌入式技术实现其治疗方式的客观化、科学化、智能化和便携式，将会对中医的发展有很大现实意义，对人体生命科学领域有着重大意义。因此，如何实现中医治疗技术的现代化，使中医专家系统能客观化、智能化和便携式便成了中医、计算机等学科之间的一个重
8、要的跨学科课题。中医治疗以“四诊合参”为其治疗依据。所谓“四诊” ，其含义就是“望闻问切” 。嵌入式中医经脉理疗仪以中医治病的“四诊合参”原则为基础，对中医的治疗实现客观化、科学化。论文主要研究“四诊”中的“切”脉的实现。 “切”也就是通常所说的诊脉，又叫脉诊。脉诊是传统中医判断病情的重要方式之一 1。两千多年来，经过诸多医学家反复实践，不断发展成今天的脉象学。脉象学是一门采集和分析脉象变化从而探究人体五脏六腑健康状况的学问。早在公元三世纪，我国的脉经就记载了最早的脉象学知识，是脉象学发展史上的一个里程碑 2。 古今医通中曾记录：脉为医之关键，不辩证则无以论治。然而，脉诊很抽象，导致了它是一门
9、难度大的学问，同时也使得脉象学在教学过程中难易表达，临床脉诊时分歧也较多。西晋王叔和在脉经中曾这样描述：“脉理精微，其体难辨在心易了，指下难明” 。这些因素严重阻碍了世界各国对中2医特别是诊脉的认识，不利于中医的发展。因此针对中医经脉治疗的仪器的出现便越来越受到人们的欢迎。然而，早期由于科技不发达，实现中医经脉治疗仪器的处理器工作频率不高，整体功能不强，难以实现智能化。在实现同样复杂功能时，设计起来难度很大，体积也庞大，因此，智能化、便携式成了衡量现代新产品是否先进的重要因素。1.2 中医诊脉仪器的现状和发展趋势先进科学技术促进西方医学的发展，特别是西医诊断设备，然而中国的脉学理论和方法却少有
10、突破，缺乏时代气息。传统的中医脉诊很大程度上存在着个人主观性，导致在心电图、B 超、X 光透视、CT、核磁共振等先进设备层出不穷并不断更新之时，中医的脉诊以及相关仪器却发展缓慢。随着现代科学日新月异的发展，脉诊客观化势在必行。在西医学、生物学、工程学、力学、数学、电子学等多学科不断向中医领域渗透的趋势下，近来脉诊客观化的研究在多方面取得了进展，主要研究领域体现在仪器研制、临床研究、参数分析等方面，而探索中医脉诊仪器的客观化、规范化方法，成为中医临床研究的重要课题 3。 诊脉是我国传统中医诊治中独具特色的诊断方式，有其特有的内涵和久经考验的客观效果，使其能历经千年而不衰。自 20 世纪 50 年
11、代初，我国有许多医学界乃至其他学科的学者，对脉学理论、脉学客观化、临床诊断和实验研究等方面进行了科学研究，并做出了艰辛的努力，开展了大量的工作，对脉象形成机制及生理病理等方面有了较深认识，为脉诊客观化研究奠定了一定基础。而脉象仪是脉诊客观化研究工作的先导，是临床脉诊客观化的基础。1860 年，法国 vierordt 制造了第一台杠杆式脉搏描记仪研究脉象，使诊脉研究进入示波图阶段，但受当时科技水平的限制，进展不大。1953 年日本藤田六朗教授用麦杆法、电振法和羽毛法试图使脉诊客观化，并详细讨论了其结果和经络动向的一致性 4。20 世纪 50 年代初朱颜将脉象仪引用到中医脉诊的客观化研究方面 5。石山仁，等利用手术的胶皮手套，把半导体应变计贴于手指部位，作为检测脉搏波的脉波计 6。此后，国内在研制中医经脉仪器方面进展很快，尤其是 70 年代中期，北京、天津、上海等地相继成立了跨学科的经脉研究协作组，多学科共同合作，使中医经脉研究工作进入了一个新的阶段。八十年代初，李景唐研制出 MX-5 型多功能中医脉象仪，该仪器设计出 27 种脉象图谱，但未见后继报道 7。1984 年台湾汪叔游教授做了大量工作，在把电子计算机运用到脉诊研究方面做了巨大贡献 8。1985 年浙江大学科仪系的郑行一，研制出一种多维脉象检测系统。该系统采用压电薄膜 PVDF 作为传感材料，在手指有效接触面积上
