- 选题背景和意义：
切脉即使脉诊，是最特别的诊断方法，在中医诊断学里，主要通过手指按患者的脉搏，感知脉动应指的形象，了解病人的具体病情。传统的中医脉诊主要是有经验的医师通过把脉来辨别患者脉象，从而判断患者的邪正虚实与内脏病变，然而由于其诊断结果主要依赖医师的主观判断和行医经验，往往会导致辨别的结果不尽相同，甚至完全不同。此外医师对患者的脉象只能做定性的判别，无法定量的分析，这样往往会给人玄妙莫测的印象，从而导致了诊断的结果缺乏很好的说服力。因而实现中医脉诊客观化是现代中医工程必不可少的组成部分。
随着室内结构健康观念的逐渐转变，更多研究将人员分布监测和行为习惯也纳入了建筑室内结构健康监测的研究范围。对目前环境监测市场进行调查可知，充分利用移动终端作为轨迹监测并融合环境感知是目前的一个研究热点。但在提供准确的实时运动跟踪在目前还不容易实现，以及依据相关数据来判断当前运动参数和行为习惯差异性的模式识别分类方法还不成熟。针对校园或实验室这样个性特征和群体特征明显的人员密集场景，运动轨迹模式、行为习惯状态、结构健康的数据库和分析尚且不足。如何利用好运动状态参数、人员分布数据、结构健康感知数据，进行实验室行为习惯、运动状态、结构健康安全等的分析对高校统计管理和改进具有重要意义。
通过脉搏压力传感与室内定位技术的结合，可以实现实现建筑居住健康监测模式识别、健康状态感知等功能，为建筑物的设计与居住提供相关建议。
- 课题关键问题及难点：
一、脉搏压力传感器部分：
- 脉位的确定。临床诊脉时对寸关尺三部脉的定位,以桡骨茎突为标记,其内侧(尺侧)的部位为关,关前(腕侧)为寸,关后(肘侧)为尺。触诊时先以中指定关,然后用示指在关前(远心端)定寸,用环指按在关后(近心端)定尺,并根据患者手臂长短和医生的手指粗细来决定布指的疏密。并没有详究各部位的确切范围,这是与脉诊只求定性、不求定量的特点相适应的。随着目前脉诊客观化研究的深入,有必要对脉诊长度的量化加以探讨。
- 沉浮测量点的判断。脉搏信号是人体生命活动中最敏感、最重要的信息之一。中医切脉时,施加不同的手指压力(取法),按浮、中、沉的不同取法感知患者的脉律、深浅、强弱等综合印象,获得诊病开方所必需的重要信息。使用计算机对脉图信号放大采集、特征提取和分析的过程中,必须模拟逼近中医切脉并发挥计算机定量分析的优点,但迄今多采用容积一压力传感器或应变片式压力传感器,无压力调节机构,靠手动控制,由操作者凭经验分别施加浮、中、沉3种不同取法压力,取得一组脉图进行分析，此法缺乏定量标准,一致性极差。因而，为实现中医脉诊客观化，必须要有准确而统一的`,浮、中、沉`rsquo;取法压力标准。
二、室内环境位置估计部分：
现在人们的日常生活基本上90%的时间是处在室内环境中的，如在办公楼、大型商场、医院、超市等，城市峡谷环境内的定位的需求与日俱增。Wi-Fi芯片已经在各类用户智能终端（智能手机、平板电脑等）中得到广泛普及，无需额外搭建其他网络设施，通过利用现有的这些Wi-Fi设施，能够显著降低建设与长期运营成本。Wi-Fi定位存在信号连接、传播稳定性等问题，例如当人员走动时要重新计算信号强度，这些问题都需要进一步解决。三、文献综述（或调研报告）：
一、脉象仪传感器及结构研究。脉象采集和分析系统的开发是脉诊客观性研究的重要内容。装置设计的关键点在于模拟中医脉诊的模式，并获得区分脉象类型的重要信息。目前，中医对患者寸口区进行诊脉时常用的有两种模式。一种是只测量单部脉象（通常是关），另一个是用三部九侯理论测量三部脉象。前者简单快速，而后者更精确和有效。三部九侯理论在脉诊中起着重要作用，相关研究证明了该理论的有效性。根据该理论，中医将食指、中指、无名指分别放在在寸关尺三个部位，并对三个区域施加三种不同的压力，即轻压（浮取），中压（中取），重压（沉取）。因此，在三个压力水平下的三个部位的脉象组成了九种指标。以上单部和三部测量方法都可以获得用于判断脉象类型的重要信息。在脉搏触诊过程中，医生找到要测量的区域的位置，然后用手指在测量部位施加变化的静态接触压力，感受脉搏状态的变化来分辨脉象类型。该静态接触压力即中医理论中定义的取脉压力。在不同的脉象取脉压力下，脉搏跳动的幅度是不同的，而当脉象幅度达到最大，此时的取脉压力称为最佳取脉压力。脉搏波形可以反映脉搏的数量，形状和强度。脉搏幅度随着取脉压力变化的趋势可以用于判断脉位的深浅。由此可见，脉搏波形和取脉压力是判断脉象类型的重要依据。综上，脉象测量装置应满足中医诊断方法的要求，装置的最终输出应包含脉搏波形和取脉压力。因此，脉象测量装置的开发应包括传感器选择和装置结构的设计，装置结构的设计包含加压结构，位置调整结构，整体机械结构和电路的设计。
1.脉象传感器研究。在传统中医脉诊中，老中医使用手指感知脉搏状态，而脉诊客观化研究中对采集系统的研制需要将这一感知量变成可测的物理量，并通过某些方式将该物理量其转化为电信号，然后转成数字信号存储于计算机中，为后续的信号处理分析做好准备。因此，为测量脉搏信号，需要使用合适的脉象传感器。测量脉搏信号所使用的传感器是脉象采集系统的关键设备，其性能的优劣会直接影响脉搏诊断结果。因此，多年以来，各国学者都对脉象仪传感器做了大量研究工作。不同的传感器存着不同的工作原理，根据所采得不同的物理量来反映脉象信息。目前使用较多的传感器及检测方法冇以下几种：使用压力传感器检测动脉血管引起的皮肤表面压力的变化来获得脉搏信号；使用光电式传感器检测血管的透射光的强度或者反射光的强度，从而获得脉象信号；根据声学原理，采用传声器检测脉搏振动引起的声音信号转换为电信号从而获得脉搏信号；利用超声多普勒技术从切片图像上获取血管的管径、容量、血液流速等信息，提取相关量以得到脉搏信号；结合不同传感器的工作原理，设计复合型传感器，以获取更全面的脉象信息。
在脉象客观化研究中，主流的脉象仪传感器便是压力传感器，其原理是检测动脉血管引起的皮肤表面压力的变化来获得脉搏信号。根据原理的不同，可具体细分为：压电式传感器，由压电材料制成的敏感元件根据压电效应，将脉搏压力信号转换为电信号；压阻型传感器，由单晶硅材料制成，在受到脉搏压力作用后，电阻率发生改变，再通过电路产生正比于力信号的电信号，经过处理即可获得脉搏波信号；压磁式传感器，利用磁弹性效应原理，将脉搏波压力变化转换为导磁体的导磁率变化，从而输出电信号得到脉搏波。早期的压力传感器一般用于单部单点采集，近年来，随着人们对脉象压力传感器的研宄的深入，脉象传感器开始往柔性化、阵列化方向发展，以达到更好的贴近皮肤和采集更多通道信号的目的。香港理工大学的张大鹏等人设计了一种单部多点式传感器，采用该传感器制成的脉象仪可分析脉象的“浮”、“中”、沉，检测脉搏宽度，确定长脉、短脉，自动闭环提供切脉压力。中国科学院重庆绿色智能技术研宄院的魏大鹏等人发明了一款新型脉诊仪，传感器使用的是石墨烯柔性压力传感器。该电容式压力传感器重量轻，质地较软，比较容易与手腕皮肤贴合，采脉更加方便可靠，适用于多种场合。
2.脉象仪结构研究。多年以来，随着生物学、信息工程学、数学等多门学科融入中医学领域，国内北京、上海、天津、大连、香港等地学者开始在脉诊方面投入大量工作，收获不少成果。1980年，上海医疗器械研究所的李景唐等人改进了原有的脉象仪，设计了新款MX-3型脉象仪。此款脉象仪在已有仪器的基础上进行了简化设计，其取法压力可调，描记稳定性可靠，重复性较好，满足脉象研究的需要。1981年，天津医疗器械研究所的魏初对脉诊客观化作出一种新尝试，即多因素脉图识别脉象的方法，将复杂的脉象分解还原成7-8种相互独立的指下感觉，再通过仪器进行分段描记得到三张图表，便可从表中读出脉象。28世纪以来，中医脉诊客观化研究进入新阶段，有更多的学者和机构开始加入研究脉象采集系统的队伍中。2000年，上海中医药大学费兆馥等人研制出ZMH-I型脉象仪，将传感器结构设计为腕带式，传感头工作平面采用仿生学设计，模拟手指腹部的感压区，经实验验证可获得准确脉象信息。与国当时国内外研制的脉象仪相比，ZMH-I能更好地模拟中医脉象检测，但其也仍局限于单点采脉。2005年，上海交通大学设计了一款脉象采集数字手套，将触觉传感器设置在手套的食指、中指与无名指上，并设置了一个检测显示屏于手套的背部，使用无线通信技术和计算机实现通讯。这种数字手套形式的采集装置，充分利用人的手指的灵巧性，进行定位和施压，大大简化了寸、关、尺三部定位，以及浮、中、沉施压的操作，实现了三部脉象采集，更符合中医三部九侯脉象理论。2008年，中国医学科学院生物医学工程研究所设计开发了一种三维动态脉象检测系统采集人体寸口处的脉搏波信息，采用的了柔性面动态传感阵列，对信息进行分析和运算后，构建了三维动态脉象影像。上述提到的脉象仪大多属于台式固定装置，不易携带且成本较高，近年来，国内开始对脉象仪进行简易化设计，以更适合于家庭和个人的健康实时监测。2013年，长春理工大学庞春颖等人设计出一种便携式中医脉象仪，通过袖带调节传感器与手腕皮肤之间的压力，通过触摸屏显示脉象信息，通过USB与PC或其他外设相连以传递信息等。
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