利用多传感系统检测针灸技法的装置及相应的方法
专利汇可以提供利用多传感系统检测针灸技法的装置及相应的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用多传感系统检测针灸针法的装置和方法，还公开了一种利用多传感系统检测针灸灸法的装置和方法。在针法检测中，本发明采用了 压电效应 检测施针的 力 度，能检测施针时压力的数值和压力变化量的数值，能够获取更加全面的针法数据；在灸法检测中，采用了分布式测量技术，可以更好的还原燃烧过程，同时检测的二 氧 化 碳 则提供了 艾 灸燃烧过程的化学信息，压力 传感器 提供了针灸瓶内的压力信息、湿度传感为矫正 温度 因压力的偏移提供了方法，达到为分析灸法提供更为详实数据的目的。本发明提供的装置结构紧凑，并且实现了多维物理量的传感，采用的检测 电路 集成度高。本发明适用于医疗设备技术领域，用于检测针灸技法。，下面是利用多传感系统检测针灸技法的装置及相应的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用多传感系统检测针灸针法的装置，其特征在于：包括第一上位机、深度摄像头和通过第一载体安装在施针者同一只手上的第一压电传感器、第二压电传感器、第一～第三陀螺仪、第一微控制器、第一通信模块；
所述第一压电传感器位于施针者中指/食指的指肚处，第一陀螺仪位于施针者中指/食指的第二关节处，第二压电传感器位于施针者大拇指的指肚处，第二陀螺仪位于施针者大拇指的上关节处，第三陀螺仪位于施针者的腕关节处；
所述第一压电传感器、第二压电传感器和第一～第三陀螺仪的输出端均与第一微控制器的输入端相连，所述第一微控制器包括第一模数转换器和第一片上缓存器，第一片上缓存器的输出端通过第一通信模块与第一上位机的输入端相连；
所述深度摄像头与第一上位机的图像信号输入端相连，第一上位机内置有与深度摄像头匹配的图像软件。
2.根据权利要求1所述的利用多传感系统检测针灸针法的装置，其特征在于：所述第一载体是医用手套或者医用胶带。
3.根据权利要求1或2所述的利用多传感系统检测针灸针法的装置，其特征在于：所述第一压电传感器、第二压电传感器的输出端分别通过第一电荷放大电器、第二电荷放大电器与第一微控制器的输入端相连。
4.一种利用多传感系统检测针灸针法的方法，采用权利要求1-3任意一项所述的利用多传感系统检测针灸针法的装置来实现，其特征在于：该方法按照以下步骤顺序进行：
一、施针者施针时，第一压电传感器、第二压电传感器分别对应产生与中指/食指、大拇指的捻转力度、拔插力度成正比例的电荷，并输出至第一微控制器；同时，第一陀螺仪和第二陀螺仪分别对应采集中指/食指、大拇指指节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；第三陀螺仪采集腕关节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；
在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至上位机；
二、第一微控制器利用自身包含的第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；
三、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至第一上位机；
四、第一上位机利用内置的图像软件重现施针图像；
五、结合施针图像以及第一上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间。
5.一种利用多传感系统检测针灸灸法的装置，其特征在于：包括第二上位机、第二微控制器、第二通信模块、针灸瓶和第二载体；
所述针灸瓶的内壁的下部设置有至少一个压力传感器和至少一个CO2传感器，针灸瓶瓶口的内壁设置有至少一个湿度传感器；
所述第二载体上设置有至少四个呈圆形分布的热敏电阻；
所述压力传感器、CO2传感器、湿度传感器和热敏电阻的输出端均与第二微控制器的输入端相连，第二微控制器包括第二模数转换器和第二片上缓存器；
所述第二片上缓存器通过第二通信模块与第二上位机的输入端相连。
6.根据权利要求5所述的利用多传感系统检测针灸灸法的装置，其特征在于：所述第二载体是环形医用胶带，所述环形医用胶带的内环直径大于等于针灸瓶瓶口的直径。
7.一种利用多传感系统检测针灸灸法的方法，采用权利要求5或6所述的利用多传感系统检测针灸灸法的装置来实现，其特征在于：该方法按照以下步骤顺序进行：
（一）使用时，将第二载体放置于患处，将针灸瓶的瓶口朝向患处放置于热敏电阻围成的的圆内；
（二）热敏电阻实时检测患处的温度，并将测得的温度数据输出至第二微控制器；同时压力传感器、CO2传感器分别实时检测针灸瓶内的压力和CO2浓度，并将测得的压力数据和浓度数据输出至第二微控制器；湿度传感器实时检测针灸瓶瓶口的湿度，并将测得的湿度数据输出至第二微控制器；
（三）第二微控制器利用自身包含的第二模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第二片上缓存器缓存；
（四）第二片上缓存器将缓存的数据通过第二通信模块发送至第二上位机；
（五）第二上位机将收到的数据处理，获得针灸瓶内气压、湿度、CO2浓度随时间变化的数据，同时获得患处温度分布随时间变化的数据。
8.一种利用多传感系统检测针灸技法的装置，其特征在于：包括上位机、针法检测装置和灸法检测装置；其中，
①针法检测装置
所述针法检测装置包括深度摄像头和通过第一载体安装在施针者同一只手上的第一压电传感器、第二压电传感器、第一～第三陀螺仪、第一微控制器、第一通信模块；
所述第一压电传感器位于施针者中指/食指的指肚处，第一陀螺仪位于施针者中指/食指的第二关节处，第二压电传感器位于施针者大拇指的指肚处，第二陀螺仪位于施针者大拇指的上关节处，第三陀螺仪位于施针者的腕关节处；
所述第一压电传感器、第二压电传感器和第一～第三陀螺仪的输出端均与第一微控制器的输入端相连，所述第一微控制器包括第一模数转换器和第一片上缓存器，第一片上缓存器的输出端通过第一通信模块与上位机的输入端相连；
所述深度摄像头与上位机的图像信号输入端相连，上位机内置有与深度摄像头匹配的图像软件；
②灸法检测装置
所述灸法检测装置包括第二微控制器、第二通信模块、针灸瓶和第二载体；
所述针灸瓶的内壁的下部设置有至少一个压力传感器和至少一个CO2传感器，针灸瓶瓶口的内壁设置有至少一个湿度传感器；
所述第二载体上设置有至少四个呈圆形分布的热敏电阻；
所述压力传感器、CO2传感器、湿度传感器和热敏电阻的输出端均与第二微控制器的输入端相连，第二微控制器包括第二模数转换器和第二片上缓存器；
所述第二片上缓存器通过第二通信模块与上位机的输入端相连。
9.一种利用多传感系统检测针灸技法的方法，采用如权利要求8所述的利用多传感系统检测针灸技法的装置实现，其特征在于：该方法包括针法检测方法和灸法检测方法；
其中，针法检测方法按照以下步骤顺序进行：
P1、施针者施针时，第一压电传感器、第二压电传感器分别对应产生与中指/食指、大拇指的捻转力度、拔插力度成正比例的电荷，并输出至第一微控制器；同时，第一陀螺仪和第二陀螺仪分别对应采集中指/食指、大拇指指节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；第三陀螺仪采集腕关节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；
在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至上位机；
P2、第一微控制器利用自身包含的第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；
P3、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至上位机；
P4、上位机利用内置的图像软件重现施针图像；
P5、结合施针图像以及上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间；
灸法检测方法按照以下步骤顺序进行：
S1、使用时，将第二载体放置于患处，将针灸瓶的瓶口朝向患处放置于热敏电阻围成的圆内；
S2、热敏电阻实时检测患处的温度，并将测得的温度数据输出至第二微控制器；同时压力传感器、CO2传感器分别实时检测针灸瓶内的压力和CO2浓度，并将测得的压力数据和浓度数据输出至第二微控制器；湿度传感器实时检测针灸瓶瓶口的湿度，并将测得的湿度数据输出至第二微控制器；
S3、第二微控制器利用自身包含的第二模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第二片上缓存器缓存；
S4、第二片上缓存器将缓存的数据通过第二通信模块发送至上位机；
S5、上位机将收到的数据处理，获得针灸瓶内气压、湿度、CO2浓度随时间变化的数据，同时获得患处温度分布随时间变化的数据。
利用多传感系统检测针灸技法的装置及相应的方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述第一压电传感器位于施针者中指/食指的指肚处，第一陀螺仪位于施针者中指/食指的第二关节处，第二压电传感器位于施针者大拇指的指肚处，第二陀螺仪位于施针者大拇指的上关节处，第三陀螺仪位于施针者的腕关节处；
所述第一压电传感器、第二压电传感器和第一～第三陀螺仪的输出端均与第一微控制器的输入端相连，所述第一微控制器包括第一模数转换器和第一片上缓存器，第一片上缓存器的输出端通过第一通信模块与第一上位机的输入端相连；
所述深度摄像头与第一上位机的图像信号输入端相连，第一上位机内置有与深度摄像头匹配的图像软件。
在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至上位机；
二、第一微控制器利用自身包含的第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；
三、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至第一上位机；
四、第一上位机利用内置的图像软件重现施针图像；
五、结合施针图像以及第一上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间。
所述第二载体上设置有至少四个呈圆形分布的热敏电阻；
所述压力传感器、CO2传感器、湿度传感器和热敏电阻的输出端均与第二微控制器的输入端相连，第二微控制器包括第二模数转换器和第二片上缓存器；
所述第二片上缓存器通过第二通信模块与第二上位机的输入端相连。
（二）热敏电阻实时检测患处的温度，并将测得的温度数据输出至第二微控制器；同时压力传感器、CO2传感器分别实时检测针灸瓶内的压力和CO2浓度，并将测得的压力数据和浓度数据输出至第二微控制器；湿度传感器实时检测针灸瓶瓶口的湿度，并将测得的湿度数据输出至第二微控制器；
（三）第二微控制器利用自身包含的第二模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第二片上缓存器缓存；
（四）第二片上缓存器将缓存的数据通过第二通信模块发送至第二上位机；
（五）第二上位机将收到的数据处理，获得针灸瓶内气压、湿度、CO2浓度随时间变化的数据，同时获得患处温度分布随时间变化的数据。
所述针法检测装置包括深度摄像头和通过第一载体安装在施针者同一只手上的第一压电传感器、第二压电传感器、第一～第三陀螺仪、第一微控制器、第一通信模块；
所述第一压电传感器位于施针者中指/食指的指肚处，第一陀螺仪位于施针者中指/食指的第二关节处，第二压电传感器位于施针者大拇指的指肚处，第二陀螺仪位于施针者大拇指的上关节处，第三陀螺仪位于施针者的腕关节处；
所述第一压电传感器、第二压电传感器和第一～第三陀螺仪的输出端均与第一微控制器的输入端相连，所述第一微控制器包括第一模数转换器和第一片上缓存器，第一片上缓存器的输出端通过第一通信模块与上位机的输入端相连；
所述深度摄像头与上位机的图像信号输入端相连，上位机内置有与深度摄像头匹配的图像软件；
②灸法检测装置
所述灸法检测装置包括第二微控制器、第二通信模块、针灸瓶和第二载体；
所述针灸瓶的内壁的下部设置有至少一个压力传感器和至少一个CO2传感器，针灸瓶瓶口的内壁设置有至少一个湿度传感器；
所述第二载体上设置有至少四个呈圆形分布的热敏电阻；
所述压力传感器、CO2传感器、湿度传感器和热敏电阻的输出端均与第二微控制器的输入端相连，第二微控制器包括第二模数转换器和第二片上缓存器；
所述第二片上缓存器通过第二通信模块与上位机的输入端相连。
P1、施针者施针时，第一压电传感器、第二压电传感器分别对应产生与中指/食指、大拇指的捻转力度、拔插力度成正比例的电荷，并输出至第一微控制器；同时，第一陀螺仪和第二陀螺仪分别对应采集中指/食指、大拇指指节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；第三陀螺仪采集腕关节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；
在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至上位机；
P2、第一微控制器利用自身包含的第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；
P3、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至上位机；
P4、上位机利用内置的图像软件重现施针图像；
P5、结合施针图像以及上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间；
灸法检测方法按照以下步骤顺序进行：
S1、使用时，将第二载体放置于患处，将针灸瓶的瓶口朝向患处放置于热敏电阻围成的圆内；
S2、热敏电阻实时检测患处的温度，并将测得的温度数据输出至第二微控制器；同时压力传感器、CO2传感器分别实时检测针灸瓶内的压力和CO2浓度，并将测得的压力数据和浓度数据输出至第二微控制器；湿度传感器实时检测针灸瓶瓶口的湿度，并将测得的湿度数据输出至第二微控制器；
S3、第二微控制器利用自身包含的第二模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第二片上缓存器缓存；
S4、第二片上缓存器将缓存的数据通过第二通信模块发送至上位机；
S5、上位机将收到的数据处理，获得针灸瓶内气压、湿度、CO2浓度随时间变化的数据，同时获得患处温度分布随时间变化的数据。
（2）在灸法检测中，本发明采用了分布式测量技术，可以更好的还原燃烧过程，同时检测的二氧化碳则提供了艾灸燃烧过程的化学信息，压力传感器提供了针灸瓶内的压力信息，达到为分析灸法提供更为详实数据的目的；
（3）本发明提供的装置结构紧凑，并且实现了多维物理量的传感，采用的检测电路集成度高，既减小了对受试者的干扰，也实现了在小区域内进行高密度的检测的目的；
（4）本发明为中医针灸技法定量描述提供了方法，同时也提供了一种更为准确、定量的训练新手针灸师的方法，也是对中医定量化的一个尝试，为制定中医针灸行业标准打下了基础；
（5）本发明还公开了具有多传感器的传感网络设计方法，为将来医学中的分布传感设备打下了基础。
图2为本发明实施例1的压电传感器和电荷放大器的等效电路图；
图3为本发明实施例1的压电传感器和陀螺仪的分布示意图；
如图4所示，是本发明实施例2的一次施针过程中，捻转手法大拇指指肚压力的测试结果图；
图5是本发明实施例2的一次施针过程中，捻转手法食指指肚压力的测试结果图；
图6为本发明实施例3的电路原理图；
图7为本发明实施例3的局部结构示意图；
图8为本发明实施例2中一次艾灸过程中，针灸瓶内的CO2浓度随时间变化的曲线图。
具体实施方式
一、施针者首先将医用手套戴在手上，施针者施针时，第一压电传感器2、第二压电传感器3分别对应产生与中指/食指、大拇指的捻转力度、拔插力度成正比例的电荷，并分别对应输出至第一电荷放大器、第二电荷放大器；第一电荷放大器和第二电荷放大器分别将收到的电荷放大之后输出至第一模数转换器；
同时，第一陀螺仪4和第二陀螺仪5分别对应采集中指/食指、大拇指指节的角度数据和加速度数据并输出至第一模数转换器；第三陀螺仪6采集腕关节的角度数据和加速度数据并输出至第一模数转换器；
在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至第一上位机；
二、第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；
三、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至第一上位机；
四、第一上位机利用内置的图像软件重现施针图像；
五、结合施针图像以及第一上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间。
（一）使用时，将环形医用胶带11贴于患处，将针灸瓶6的瓶口朝向患处放置于环形医用胶带11的内环中；
（二）热敏电阻12实时检测患处的温度，并将测得的温度数据输出至第二微控制器；同时压力传感器8、CO2传感器9分别实时检测针灸瓶6内的压力和CO2浓度，并将测得的压力数据和浓度数据输出至第二微控制器；湿度传感器10实时检测针灸瓶6瓶口的湿度，并将测得的湿度数据输出至第二微控制器；
（三）第二微控制器利用自身包含的第二模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第二片上缓存器缓存；
（四）第二片上缓存器将缓存的数据通过第二通信模块发送至第二上位机；
（五）第二上位机将收到的数据处理，获得针灸瓶内气压、湿度、CO2浓度随时间变化的数据，同时获得患处温度分布随时间变化的数据。
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