CN102715900A - 一种掌型中医经络检测仪及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于技术推广、使用方便、结果精确的掌型中医经络检测仪，包括主机和左、右手掌反射区信号检测单元，所述主机接收所述左、右手掌反射区信号检测单元采集到的手掌生物电信号，并将处理结果显示在显示器上，所述左、右手掌反射区信号检测单元包括左、右底座，所述左、右底座上设有手指区和掌心区，所述手指区分别设有用于放置拇指、食指、中指、无名指和小拇指的第一、第二、第三、第四和第五纵向凹槽，所述第一、第二、第三、第四、第五纵向凹槽的左、右侧壁上分别设有第一、第二、第三、第四、第五电极片，所述左、右底座还分别设有作为地线的第六电极片。还提供了使用该检测仪的检测方法。

Description

一种掌型中医经络检测仪及其检测方法

技术领域

本发明属于医疗器械的技术领域，具体地涉及一种掌型中医经络检测仪，以及使用该检测仪的检测方法。

背景技术

早在两千多年前的《内经·素问》中记载有手掌与脏腑之间的对应关系：“掌中热者，腑中热；掌中寒者，腑中寒”，说明手掌的寒热变化反映了脏腑中的某些疾病存在。通过手诊诊断病因，经过历代医家的不断补充、发展而日趋完善、成熟，现已成为内、外、妇、儿等临床各科广泛应用的诊法之一。

《灵枢·逆顺肥瘦》记载有：“手之三阴，从脏走手；手之三阳，从手走头”，其中《灵枢·经脉》记载有：“肺手太阴之脉，起于中焦……循臂内上骨下廉，人寸口，上鱼，循鱼际，出大指之端；其支者，从腕后直出次指内廉，出其端”，并曰“心手少阴之脉……循臂内后廉，抵掌后锐骨之端，入掌内后廉，循小指之内出其端，”“心手厥阴心包络之脉……下臂行两筋之间，入掌中，循中指出其端；其支者，则掌中，循小指次指出其端，”又曰“大肠手阳明之脉起于大指次指之端，循指上廉，出合谷两骨之间，上入两筋之间……，”“小肠手太阳之脉，起于小肠之端，循手外侧上腕……”，“三焦手少阳之脉，起于小指次指之端，上出两指之间，循手表腕……”。

现代科学研究中的生物全息论是基于以小窥大的中医整体观，结合全息照相的全息概念，来说明生物体每一相对独立的部分，为整体比例缩小这一全息现象。每一个机体包括成体都是由若干全息胚组成的。任何一个全息胚都是机体的一个独立的功能和结构单位；或者说，机体的一个相对完整而独立的部分，就是一个全息胚。在每个全息胚内部镶嵌着机体各种器官或部位的对应点，或者全息胚上可以勾画出机体各器官或部位的定位图谱。全息胚犹如整体的缩影。例如，手是一个全息胚，它包含有人体各器官或部位的定位图，即反射区，其内不仅含有全身的遗传信息和生理信息，而且在病理条件下，全身或局部的病理信息，也相应地出现在全息胚或其对应点内。

全息生物学是研究全息胚生命现象的科学，是生物学的一个重要分支。是近代兴起的生物学新技术。它具有简单、方便、用途广、疗效高、诊治速度快等特点。

从上述理论可以得出，通过手之十二经络反射区，使手与脉、心、心包络、大肠、三焦、小肠等脏腑密切联系起来，因此，通过手之十二经络反射区对诊断人体疾病具有很大的辅助意义。但是，长期以来，这种诊断都是由经验丰富的老中医来完成，这对于技术推广造成很大困难，并且有时诊断也不准确。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种便于技术推广、使用方便、结果精确的掌型中医经络检测仪。

本发明的技术解决方案是：这种掌型中医经络检测仪，包括主机和左、右手掌反射区信号检测单元，所述主机接收所述左、右手掌反射区信号检测单元采集到的手掌生物电信号，并将处理结果显示在显示器上，所述左、右手掌反射区信号检测单元包括左、右底座，所述左、右底座上设有手指区和掌心区，所述手指区分别设有用于放置拇指、食指、中指、无名指和小拇指的第一、第二、第三、第四和第五纵向凹槽，所述第一、第二、第三、第四、第五纵向凹槽的左、右侧壁上分别设有第一、第二、第三、第四、第五电极片，所述左、右底座还分别设有作为地线的第六电极片。

本检测仪通过所述主机接收所述左、右手掌反射区信号检测单元采集到的手掌生物电信号，并将处理结果显示在显示器上，可以有效的对人体的疾病、健康状态进行诊断，且便于技术推广、使用方便、结果精确。

还提供了使用该掌型中医经络检测仪的检测方法，包括以下步骤：

（1）对寄存器进行初始化设置；

（2）对A/D模块进行初始化设置，包括设置：A/D转换通道、基准参考源、A/D转换时间；

（3）对异步串行通讯USART模块进行初始化设置，包括设置：串行波特率、数据传输8/9位数据、奇偶校验位；

（4）对判断回路导通抖动模块进行初始化设置；

（5）对测量激励方波信号模块进行初始化设置；

（6）判断Flagbit1是否为“0”，如果是则执行步骤（7），否则继续判断Flagbit1是否为“0”；

（7）调用out_fun函数。

附图说明

图1为根据本发明的掌型中医经络检测仪的结构示意图；

图2为根据本发明的右手掌反射区信号检测单元的结构示意图；

图3是使用该掌型中医经络检测仪的检测方法的流程图；

图4是根据本发明的掌型中医经络检测仪的一个优选实施例的电路方框图；

图5是根据本发明的掌型中医经络检测仪的一个优选实施例的单片机及其外围电路的电路图；

图6是根据本发明的掌型中医经络检测仪的一个优选实施例的A/D转换器外部的参考基准源电路；

图7是根据本发明的掌型中医经络检测仪的一个优选实施例的PL2303和周围器件的电路图。

具体实施方式

如图1所示，这种掌型中医经络检测仪，包括主机1和左、右手掌反射区信号检测单元2、3，所述主机接收所述左、右手掌反射区信号检测单元采集到的手掌生物电信号，并将处理结果显示在显示器5上。并且，所述左、右手掌反射区信号检测单元包括左、右底座，所述左、右底座上设有手指区和掌心区，所述手指区分别设有用于放置拇指、食指、中指、无名指和小拇指的第一、第二、第三、第四和第五纵向凹槽，所述第一、第二、第三、第四、第五纵向凹槽的左、右侧壁上分别设有第一、第二、第三、第四、第五电极片，所述左、右底座还分别设有作为地线的第六电极片。优选地，在主机1内置有正常数据库4，主机1接收左、右手掌反射区信号检测单元2、3采集到的手掌生物电信号，并与内置的正常值数据库比较，在显示器5上输出相应的疾病诊断结果。本检测仪通过所述主机接收所述左、右手掌反射区信号检测单元采集到的手掌生物电信号，并将处理结果显示在显示器上，可以有效的对人体的疾病、健康状态进行诊断，且便于技术推广、使用方便、结果精确。

优选地，所述第三电极片包括在第三纵向凹槽的左侧壁上纵向布置的两个电极片和在第三纵向凹槽的右侧壁上纵向布置的两个电极片。

优选地，第六电极片设在掌心区并与手掌心相对。当然，第六电极片也可以设置在底座的任何其它位置。

优选地，所述主机包括单片机和分别与单片机连接的寄存器、A/D模块、异步串行通讯模块、判断回路导通抖动模块、测量激励方波信号模块。

优选地，如图4所示，所述主机包括依次电连接的恒压电路、测量传感器、信号调整电路、模拟多路转化开关、A/D转换器、单片机、接口电路，接口电路与客户计算机相连。更进一步地，所述单片机包括PIC芯片，所述恒压电路包括运算放大器，所述接口电路包括PL2303芯片。其中运算放大器是恒压电路的核心元器件，构成的信号放大电路，为测量传感器提供了一个的恒定电压。利用皮肤电位差测定方法采集数据。测量传感器是将人体的阻抗转换成相对应的电位值，从而得到24个反射区电压值。通过人体的电流很微弱，对人体不会产生刺激。信号调整电路是将测量传感器采集到的反射区电压值经过电压跟随器和分压电路，转化成适合单片机A/D转换器采集的电压信号。3个模拟多路转换开关共有24个通道，通过单片机程序来控制各个通道的依次选通。单片机内置A/D转换模块和USART模块。10位A/D转换器实现对测量数据的A/D转换，USART通信模块实现单片机与客户机之间的串行通信。单片机的主要工作还包括A/D转换结果的比较，有效输出信号的传送以及24个通道的依次选通的控制。接口电路采用PL2303芯片来实现串口到USB口数据传输的转换。数据从单片机传出，通过串口传入到PL2303中，然后，通过USB口传到客户计算机中。

具体地，中医经络检测仪（掌型）是以单片机为核心的控制器件，采集人体手指末端经络的电信息值，并利用内置的10位A/D转换器将模拟量转换为数字量，再利用单片机的USART串行通信模块，将数据传送到客户机，客户机和服务器软件对这些数字量做一系列的数据分析与判断，在客户端和服务器端的作用下诊断出用户的健康状况。单片机及其外围电路如图5所示。

单片机为低电平上电复位。它的复位电路基本功能为：系统上电时，提供复位信号，直到系统电源稳定之后撤销复位信号。为了更可靠，电源稳定之后，还要经过一定延时后撤销复位信号，这样可以防止因电源开关或电源插头分-合引起抖动而影响复位。单片机的1脚PORTA端口有一个低电平复位电路。

单片机PORTA端口的功能是模拟电压输入或者模拟参考电压输入。引脚选择取决于ADCON1（置位/复位A/D控制寄存器1）的相应位。该仪器选用RA0/AN0作为反射区经络的电压信息模拟量输入口，RA2/AN2/VREF与-RA3/AN3/VREF+作为A/D外部的基准参考电压输入端口，A/D的参考电压选用0到+5V。图6为A/D外部的参考基准源电路。

该恒压电路是由运算放大器构成的，由运算放大器构成同相比例运算放大电路。经过大量实验分析，此电路提供的恒定电压确定为7.75V。也就是说，V1点电位为7.75V。用运算放大器构成的恒压电路的输出阻抗很小，而且，带负载的能力很强。因为是电压串联负反馈，所以，放大器的输入阻抗很大。由上可知，此恒压电路突出的优点是输出阻抗低、输入阻抗高，即具有较好的阻抗变换和电路隔离的作用。其中，双路低功耗运算放大器主要的特性如下：

（1）输入失调电流是3pA；

（2）输入失调电压的最大值是7.5μV；

（3）输入偏置电流的最大值是7μA；

（4）共模抑制比是86dB；

（5）差模增益是4V/mV；

（6）温度漂移电压是10μV/°C。

单片机内置10位A/D转换器的最大量化范围为0~5V。该仪器为了扩大A/D的采集范围，选用了5V的参考电压。若被采集的电压模拟量超出了A/D的外部参考基准源的范围，外部分压电路可解决这个问题。因此，在模拟量引入A/D转换引脚前，需要加信号调整电路，把模拟信号转换成适合A/D采集的电压信号。

USB使得外设和计算机的连接更高效、更便利。USB接口适合于多种设备，不但有速度快、即插即用和支持热插拔的特点，还能够同时连接多达127个设备，而且解决了如资源冲突、直接数据通道(DMAs)和中断请求(IRQs)等问题。当单个设备接入计算机时，RS232是常采用的一种接入方式，RS232的硬件实现简单。因此，这种通信方式在传统设备中有很多应用。

串行通信传送速度较慢，但成本低、传送距离远，其带宽和速度对于实现控制流的数据量足够，硬件上的实现与控制简单，没有太复杂的编解码，实现其自己定义的协议也不复杂。基于以上特点，它在工业、军事控制和通信等领域的应用非常广泛，以单片机为终端、PC机为控制端的串口通信最为常见。

基于以上因素，此接口电路采用了串口转USB芯片，这样避免了繁琐的USB协议和USB驱动。该电路选用了PL2303转换芯片，从而实现串口到USB的转换。

PL2303是USB到RS232串口芯片，是Prolific公司生产的，PL2303为RS232串行通信装置和USB功能接口便利连接，提供了解决方案。PL2303的高兼容驱动可以在很多操作系统上模拟成为传统的COM端口，利用USB的大容量传输模式以及自动流量控制和大型数据缓冲器的优势，PL2303通讯波特率为1M bps以上。

USB到RS232转换器是由PL2303加上少数的外围元件构成的。PL2303驱动程序可以在官方网站上下载，方便用户使用。片内已经存储了固件程序，如果用户需要增加或者修改功能，可以自己编写固件程序。PL2303和周围器件电路连接，如图7所示。图7中的LED指示灯是用来表示USB是否连接正常，当USB插入PC机后，PC机给USB总线提供5V的电压，LED保持亮的状态；当拔下USB后LED熄灭。

PL2303的特征如下：

（1）支持完整的RS232接口；

（2）完全兼容USB1.1协议；

（3）3V~5V的可调节输出电压，能够满足3V、3.3V与5V的应用需求；

（4）28引脚SOIC小封装；

（5）可编程的波特率为75bit/s~6Mbit/s，可以给外部串行口提供电源。

如图3所示，还提供了使用该掌型中医经络检测仪的检测方法，包括以下步骤：

（1）对寄存器进行初始化设置；

（2）对A/D模块进行初始化设置，包括设置：A/D转换通道、基准参考源、A/D转换时间；

（3）对异步串行通讯USART模块进行初始化设置，包括设置：串行波特率、数据传输8/9位数据、奇偶校验位；

（4）对判断回路导通抖动模块进行初始化设置；

（5）对测量激励方波信号模块进行初始化设置；

（6）判断Flagbit1是否为“0”，如果是则执行步骤（7），否则继续判断Flagbit1是否为“0”；

（7）调用out_fun函数。

优选地，步骤（7）的out_fun函数执行A/D转换，USART串行数据传输，并判断是否满足采样点数，直至满足，执行灯熄灭动作，然后判断在测量过程中测量探头是否拿开或抖动。

左、右手掌反射区信号检测单元结构相同（左右对称），下面以图2所示的右手掌反射区信号检测单元为例对其结构进行说明。

如图2所示，右手掌反射区信号检测单元包括右底座21，右底座21上设有有手指区22和掌心区23。

手指区22分别设有用于放置拇指、食指、中指和、无名指、小拇指的第一、第二、第三、第四、第五纵向凹槽25、26、27、28、29，第二、第三、第四第五纵向凹槽26、27、28、29设置在右底座21的顶面前端，且横截面为开口向上的V字形，第一纵向凹槽25设置在右底座21的顶面前端的左侧面上，且横截面为开口向左的V字形，第一纵向凹槽25的两个侧壁上分别设有两个第一电极片201，用于采集拇指的生物电信号；第二纵向凹槽26的两个侧壁上分别设有两个第二电极片202，用于采集食指的生物电信号；第三纵向凹槽27的两个侧壁上分别设有两组第三电极片203，每组第三电极片203包括纵向设置的两片，用于采集中指的生物电信号；第四纵向凹槽28的两个侧壁上分别设有两个第四电极片204，用于采集无名指的生物电信号；第五纵向凹槽29的两个侧壁上分别设有两个第五电极片205，用于采集小拇指的生物电信号。

掌心区23的顶面上设有与手掌心相对的一个第六电极片206，作为参考地线使用。

综上所述，右手掌反射区信号检测单元总共包含有13个电极片，分别是：两个第一电极片201、两个第二电极片202、四个第三电极片203、两个第四电极片204、两个第五电极片205、一个第六电极片206。可以采集到右手12处相应经络的生物电信号。

左手反射区信号检测单元的结构与右手掌反射区信号检测单元相同（对称设置），同样可以采集左手12处相应经络的生物电信号。

本发明应用传统中医理论，科学合理，使用方便，可以有效的对人体的疾病、健康状态进行诊断。

上述左、右手的12处相应经络的生物电信号经放大电路放大后传输至主机1内，主机1通过将左、右手的12处相应经络的生物电信号与其内置的正常值数据库相比较，在显示器上输出相应疾病的诊断结果。该数据库是通过大量的数据处理和对比分析所形成的参考数据库，参考数据中针对每一经络、每一反射区的生物电信号的处理转换形成正常范围、高于正常范围、低于正常范围三组数值，以此来测评人体各脏腑的正常、实证、虚症等情况。对于高低于正常值的再予以分析处理形成更为精确的报告，如心血虚、心气虚的虚症，或肝火上炎、肝郁气滞的实证等。

中医认为“邪气盛为实”表现为正邪相争剧烈，能量值增高，因此定为实证；正气不足为虚，表现为人体功能与物质基础的不足，因此将能量值低于正常值范围的定为虚证。针对实证又对其能量值进行细分，如肝脏的肝郁气滞、肝火上炎，本着中医“气有余火”，以及“气郁化火”的理论则高于正常数值为肝郁气滞。对于能量值低于正常范围的数据本着中医气（阳）血（阴）虚的理论再予细分，因为中医以为人体之虚，首先是功能性的，然后才发展为物质的不足，所以将低于正常值的定为血（阴）虚。在虚、实症的基础上进一步细分确定心气虚(心阳虚)、心血虚(心阴虚)、肝血虚(肝阴虚)、胃寒、肺气虚、肾阳虚、心大亢盛、肝气郁滞、肝火上炎、肺热、肺阴虚、胃热、胃阴虚、肾阴虚等几十种具体症候，并确定如肝脏的肝郁气滞或肝火上炎等中医证候名相对应的症状群。

本发明适用于：

（1）用于各类医疗机构常规提示性检测设备。可作为各级医院、社区医疗机构、乡镇诊所的检测设备。

（2）为中医临床辨证提供量化依据。采集人体十二经脉手部反射区生理信息数据作为针灸经穴及补泻手法的选择提供量化依据。

（3）早期疾病提示。对神经系统、消化系统、内分泌系统、循环系统、泌尿系统、排泄系统、呼吸系统、运动系统等各类易患疾病有较准确的提示与判断。特别对糖尿病、肿瘤等慢性消耗性疾病有一定的前瞻性提示或警示作用。

（4）病情疗效评价观察。对临床治疗效果，包括药品、保健品应用效果进行客观评估，并能跟踪观察疾病转归化数据变化的动态过程。

（5）界定人体亚健康。对人体的精神活动、心理活动、植物神经活动、疲劳综合症等亚健康的状态提供的准确的量化数据，并做出提示性判断。

（6）全身检。可用于人群健康筛查或某些系统疾病的筛查。提示人体体能、神经、循环、消化代谢、免疫、内分泌、骨骼、运动系统及内脏器官生理病理状况。也可作为心理疾病诊断的参考指标。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种掌型中医经络检测仪，其特征在于：包括主机和左、右手掌反射区信号检测单元，所述主机接收所述左、右手掌反射区信号检测单元采集到的手掌生物电信号，并将处理结果显示在显示器上，所述左、右手掌反射区信号检测单元包括左、右底座，所述左、右底座上设有手指区和掌心区，所述手指区分别设有用于放置拇指、食指、中指、无名指和小拇指的第一、第二、第三、第四和第五纵向凹槽，所述第一、第二、第三、第四、第五纵向凹槽的左、右侧壁上分别设有第一、第二、第三、第四、第五电极片，所述左、右底座还分别设有作为地线的第六电极片。

2.根据权利要求1所述的掌型中医经络检测仪，其特征在于：所述第三电极片包括在第三纵向凹槽的左侧壁上纵向布置的两个电极片和在第三纵向凹槽的右侧壁上纵向布置的两个电极片。

3.根据权利要求1或2所述的掌型中医经络检测仪，其特征在于：第六电极片设在掌心区并与手掌心相对。

4.根据权利要求1所述的掌型中医经络检测仪，其特征在于：所述主机包括单片机和分别与单片机连接的寄存器、A/D模块、异步串行通讯模块、判断回路导通抖动模块、测量激励方波信号模块。

5.根据权利要求1所述的掌型中医经络检测仪，其特征在于：所述主机包括依次电连接的恒压电路、测量传感器、信号调整电路、模拟多路转化开关、A/D转换器、单片机、接口电路，接口电路与客户计算机相连。

6.根据权利要求5所述的掌型中医经络检测仪，其特征在于：所述单片机包括PIC芯片，所述恒压电路包括运算放大器，所述接口电路包括PL2303芯片。

7.使用权利要求4所述的掌型中医经络检测仪的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）对寄存器进行初始化设置；

（2）对A/D模块进行初始化设置，包括设置：A/D转换通道、基准参考源、A/D转换时间；

（3）对异步串行通讯USART模块进行初始化设置，包括设置：串行波特率、数据传输8/9位数据、奇偶校验位；

（4）对判断回路导通抖动模块进行初始化设置；

（5）对测量激励方波信号模块进行初始化设置；

（6）判断Flagbit1是否为“0”，如果是则执行步骤（7），否则继续判断Flagbit1是否为“0”；

（7）调用out_fun函数。

8.根据权利要求7所述的掌型中医经络检测仪的检测方法，其特征在于：步骤（7）的out_fun函数执行A/D转换，USART串行数据传输，并判断是否满足采样点数，直至满足，执行灯熄灭动作，然后判断在测量过程中测量探头是否拿开或抖动。

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