下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
脉诊仪通过脉诊传感器来采集脉象信息，并对所采集的信息进行分析、处理，得出客观定量指标，是描述记录脉象的主要仪器。脉诊仪的研发与应用是中医实现脉诊客观化的主要手段，是将中医脉诊推向主流医学、获得公众认可的重要工具。经过无数学者和技术人员的努力，现已获得一定的成果，然而现有的脉诊仪的功能还很难呈现出徒手诊脉的大多数脉象信息。市场上的各类脉诊仪，大多是从一个或几个脉象入手，能够检测出脉象信息的一部分，但中医脉象的信息是一个复杂多维的动态的时空状态，并且所有的这些特征随着疾病不同和阶段不同而呈现出多种变化。目前对脉象的分析大多通过采集部分脉象特征，从脉图上尝试解读，但难以很好地应用于临床。其中一个重要原因是尽管研究徒手诊脉的学者和临床医师比较多，但无论是对于传统脉象还是现代微观脉诊形成机理的研究都很少。不同脉象特征形成的机理是什么，生理性的脉象特征如何形成的，病理性脉象特征如何形成的，构成不同脉象特征有多少物理因素，以及哪些是物理因素，哪些是主要的物理因素，哪些是次要物理因素等问题，目前仍然处于探索阶段。对于脉象的基础实验和脉象特征形成的机理的理论探索也比较少。由于脉象特征的生理、病理以及物理因素目前大多处于探索阶段，因此，就很难有针对性地选择相应的传感器，导致了脉诊仪的研发结局不尽如人意，现有的脉诊仪达到名老中医徒手诊脉的水平还有比较长的路要走。
脉诊仪的核心技术有两个部分，一个是脉诊传感器，另一个是图像分析技术。其中脉诊传感器又是脉诊仪研发中的重中之重，只有选择了合适的脉诊传感器，才可以采集到脉象的准确信息，在接下来的信息分析中，才能有实际的意义。通过研读收集的文献发现，压力传感器、光电传感器和超声波传感器是目前投入研究最多，成品也相对较成熟的三类传感器。现在已经成品的脉诊仪中，大多数是采用了一种传感器，有的是结合了其中的两种传感器。
压力传感器通常有压电式传感器、压阻式传感器和压磁式传感器3种。同时也可分为单头式压力传感器、双头式压力传感器和三头式压力传感器。
压电式传感器是利用压电材料的特点及优势将脉搏的压力信号转换为电信号。其中，压电式传感器根据压电材料的不同可分为压电晶体式传感器、压电陶瓷式传感器、光纤光栅脉诊传感器、压电聚合物传感器和复合压电材料传感器。压电式传感器具有灵敏度高、抗扰性好、频响宽、时间和温度稳定性好、与人体软组织的声阻抗匹配良好的优点。然而，压电式传感器也有很明显的缺点，例如容易跑失电荷并且不适合进行静态压力测量，需要特殊的电荷放大器才能放大信号，较为昂贵，这限制了它的普及。
压阻式传感器是利用电阻率随应力变化的特质制成的，目前它的应用最广泛。压阻式传感器可根据其压力的传导方式分为固态压阻式传感器、液压传感器和空气传导式传感器。由于其精准度和线性度受应变片黏合剂的影响，仍需进一步改进技术和材料选择。
压磁式传感器又称为磁弹性传感器，是近年出现的一种新型传感器，它的作用原理是磁弹性效应，将物理因素变换成传感器磁导率的变化，继而通过磁导率的变化输出相应的电信号。其优点是抗干扰能力强、过载性能好、结构与电路简单、能在恶劣环境下工作、寿命长等，缺点是精度不高、反应速度慢。但因其理论和技术尚未成熟，例如如何选择磁性材料，如何对磁性材料进行热处理等问题有待解决。
光电式脉搏传感器的原理是血液流动引起血管内血容量的变化，而血容量的多少又决定光线经过组织被血液吸收量的多少，因此当光线照到组织时，穿过组织的光线也随血流而改变，光电传感器就是将接收的光信号转换为电信号，脉搏波的变化通过电信号的变化反映出来。
传声器的本质是一种次声波传声器，其利用两极板间电容大小的变化和声学原理，将声音的振动信号转化为电信号。传声器重点检测的是脉搏波动引起的振动声波，也称为听信号，但是目前大多数研究团队以此传感器采集次声波为主要研究对象。而我们团队研究发现，脉搏中存在的可闻声波是可以反映脉象特征的重要内容，单纯采集分析次声波会丢失大部分的可闻声波的信息，难以得到丰富的脉象信息。
上述论述中，脉搏主要发出压力搏动，但除了这类信息，它还包括管腔容积、血流速度和血管的三维运动等，仅通过压力脉搏图难以全部定量地反映脉象的重要信息。随着医学超声成像诊断技术的发展，超声多普勒技术在脉象客观化的研究中越来越受到重视，并取得了一定的成就。这种传感器多需要与其他传感器相互联合，成为复合型的传感器，制作上相对较复杂。
随着科学技术的不断发展，新型材料的不断研发，近年来也出现了一些新型材料的传感器，如纳米传感器、石墨烯传感器等。随着技术的进步，纳米传感器尺寸不断减小、精准度等性能不断提高，提高了传感器的水平。石墨烯传感器是由新加坡南洋理工大学的研究人员研发的，对可见光和红外线都非常敏感。由于它使用的是创新式结构，对光线的敏感度超过现在摄像机所使用的成像传感器千倍。石墨烯是一种超强碳化合物，具有蜂窝状结构，它和橡胶一样柔韧，比硅更具传导性，但其是否能反映脉象的关键信息尚不清楚。