CN104887182B - 一种中医推拿手法测定系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及中医推拿领域，提供一种中医推拿手法测定系统及其工作方法，包括柔性分布力测量垫、多通道的波长解调仪和计算机，所述柔性分布力测量垫由柔性基体材料和光纤光栅阵列传感器组成，所述光纤光栅阵列传感器由多根光纤并列布置，两根光纤之间间隔0.1‑0.2mm，上述光纤在熔接点处熔接，串联成一根光纤，形成一个通道，每根光纤上都设有一个不同反射波长的光栅传感器，这些光栅传感器在通道上等间距布置，若干个通道排列形成一个光栅矩阵，所述光纤光栅阵列传感器与多通道波长解调仪相连，所述多通道波长解调仪通过PCI总线连接到计算机。本发明测定系统能客观、精确地获得推拿力的信息，解决临床测定这一问题。

Description

一种中医推拿手法测定系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及中医推拿领域，具体的说是一种中医推拿手法测定系统及其工作方法。
背景技术
目前的推拿手法测试仪主要基于电阻应变片。比如由上海中医药大学针灸推拿学院研发的TPA-2型推拿手法测定仪。该测定仪是在一个测力平台的四周和下方,分别装有能识别上下左右、前后三个方向的应变感测器,可感应微小力的变化,因而可检测操作者在测力平台上进行摸拟推拿手法的作用力。
此外，有科研团队在压敏导电橡胶的基础上，设计了一款可检测中医推拿力的力学量综合测定垫。其采用一种整体两层式的结构，先在模具上布置两层行列导线，然后将导电橡胶注入模具中，等待它固化成型。当传感器表面施加一负载时,作为传感器敏感材料的导电橡胶会发生变形,从而传感器内部节点位置也会相应变化,引起行列电阻的变化。故可以根据行列电阻变化量计算出传感器在电场作用下所呈现的形变信息,最终获得受力信息。
这些测试仪器大多只能在一个固定的测力平台上模拟推拿手法的三维作用力,不能与临床操作同时进行；或只能检测临床操作推拿手法的压力特征信息,很难满足中医推拿科学研究和临床试验的需求。由于受到测试手段的限制,缺少能够在临床推拿过程中直接检测医生推拿作用力的仪器,限制了推拿手法作用力的量化研究。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种中医推拿手法测定系统及其工作方法，该测定系统能客观、精确地获得推拿力的信息，解决临床测定这一问题。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种中医推拿手法测定系统，包括柔性分布力测量垫、多通道的波长解调仪和计算机，所述柔性分布力测量垫由柔性基体材料和光纤光栅阵列传感器组成，所述光纤光栅阵列传感器布置于柔性基体材料上，所述光纤光栅阵列传感器由多根光纤并列布置， 两根光纤之间间隔0.1-0.2mm， 上述光纤在熔接点处熔接，串联成一根光纤，形成一个通道，每根光纤上都设有一个不同反射波长的光栅传感器，这些光栅传感器在通道上等间距布置，若干个通道排列形成一个光栅矩阵，所述光纤光栅阵列传感器与多通道波长解调仪相连，所述多通道波长解调仪通过PCI总线连接到计算机。
在上述技术方案中，通过注射成型的方式，将光纤光栅阵列传感器布置在基体材料中。
所述的基体材料是由RTV-2双组份加成型有机硅材料和配套的固化剂混合物组成。购买武汉矽利康有机硅材料有限公司生产的含配套固化剂的产品，型号为 M628，有机硅材料和配套固化剂按质量比 100 ：4 比例混合均匀后，利用抽真空的方式去除基体材料中的气泡，在常温下固化5个小时即可。因为有机硅材料收缩率大，光栅可能在固化过程中折断，所以需要在基体材料中开工艺孔，减小收缩应力，并减小光栅传感器之间的干扰。
本发明还提供了一种上述的中医推拿手法测定系统的工作方法，包括以下步骤：
（1）在无外力作用的情况下预先测定柔性分布力测量垫上每个光栅传感器所在位置即测量点的波长数据，计算出每个测量点的波长的均值L 0 和方差δ，保存每个测量点的位置信息及波长的均值L 0 和方差δ；
（2）记录推拿按摩手法信息
（2-1）上力后，计算机读取多通道波长解调仪在第n个测量时刻的测量数据，将其分离成每个测量点的波长数据，并以一个测量点为单位保存该测量点的位置信息及波长；
（2-2）通过莱以特准则将相同位置信息的测量点的波长数据与步骤（1）中求得的波长的均值和方差进行比较，来筛选在第n个测量时刻是否有力作用在该被比较的测量点上，若该测量点的波长数据在[L 0 -3*δ , L 0 +3*δ]的范围内，则认为该测量点无外力作用，否则，认为该测量点有外力作用；
（2-3）计算机通过筛选，记录第n个测量时刻的全部受力测量点的位置信息，即记录下第n个测量时刻的推拿按摩手法信息；
（2-4）重复步骤（2-1）至步骤（2-3）的过程，直至记录完全部测量时刻的推拿按摩手法信息，按时间顺序保存。
本发明中医推拿手法测定系统及其工作方法实现了推拿手法的数字化，可以用于记录专家的推拿按摩手法信息，有利于中医推拿学科的发展，推动中医药事业的发展。新型的中医推拿手法测定系统是将光纤光栅阵列通过注射成型的方法固定在硅橡胶垫中。这种方式能精确及时地测出推拿力的轨迹，并且能临床操作。光纤光栅传感器电绝缘性能好，比导电橡胶更加安全可靠。另外，光纤光栅传感器的体积小、重量轻，橡胶垫可以做的更薄更软，能与身体完全贴合，准确地反映推拿力的施力信息。
附图说明
图1为实施例光纤光栅阵列传感器中单通道的结构示意图。
图2为实施例光纤光栅阵列传感器的使用状态示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1、2所示，本实施例提供一种由5*5的光纤光栅阵列传感器组成的中医推拿手法测定系统，它包括一个柔性分布力测量垫、一个多通道的波长解调仪5和计算机6，所述柔性分布力测量垫由柔性基体材料1和光纤光栅阵列传感器组成，所述光纤光栅阵列传感器布置于柔性基体材料1上，所述光纤光栅阵列传感器是由5根光纤7并列布置， 这5根光纤7在熔接点3处熔接，串联成一根光纤，形成一个通道4。两根光纤7之间间隔很小，间隔为0.1-0.2mm,在整个传感器中就可以看作一条直线。每根光纤7上都设有一个光栅传感器2，这些光栅传感器2在通道4上等间距布置。5个通道4就形成了一个5*5的光栅矩阵。为了确定推拿力作用在测定垫上的位置，采用了光的波分复用技术，每个通道4上使用不同反射波长的光栅传感器2，只要确定了通道4和波长，就能确定力的作用位置。
柔性光栅测定垫采用注射成型的制作工艺。先在模具中固定好光栅阵列，然后灌入配置好的基体材料，利用抽真空的方式除去基体材料中的气泡，在常温下固化5个小时即可。
为了减小基体材料的收缩应力，在测定垫中开工艺孔8，工艺孔8能有效地减小测量过程中光栅传感器之间的干扰。
上述光纤光栅阵列传感器中的5个通道与波长解调仪5连接，波长解调仪5将解调好的数据发送给计算机6，计算机6通过相应的软件实现推拿手法的数字化。其工作原理是通过测量Bragg波长的变化实现对推拿分布力的检测。当手碰触光纤光栅阵列传感器时,就会有作用力施加到某个光栅传感器2上，受力的传感器由于有机硅基体材料的良好伸展性，受压时伸展，嵌在基体里的光纤光栅会随着基体的伸展而伸展，光纤光栅的光栅周期就会变化，从而Bragg光栅的中心波长就会相应的发生变化，由多通道的波长解调仪5可获得光纤Bragg光栅的中心波长变化，计算机6通过相应的软件实现推拿手法的数字化。
本实施例还提供了一种上述中医推拿手法测定系统的工作方法，包括以下步骤：
（1）在无外力作用的情况下预先测定柔性分布力测量垫上每个光栅传感器所在位置即测量点的波长数据，计算出每个测量点的波长的均值L 0 和方差δ，保存每个测量点的位置信息及波长的均值L 0 和方差δ；
（2）记录推拿按摩手法信息
（2-1）上力后，计算机读取多通道波长解调仪在第n个测量时刻的测量数据，将其分离成每个测量点的波长数据，并以一个测量点为单位保存该测量点的位置信息及波长；
（2-2）通过莱以特准则将相同位置信息的测量点的波长数据与步骤（1）中求得的波长的均值和方差进行比较，来筛选在第n个测量时刻是否有力作用在该被比较的测量点上，若该测量点的波长数据在[L 0 -3*δ , L 0 +3*δ]的范围内，则认为该测量点无外力作用，否则，认为该测量点有外力作用；
（2-3）计算机通过筛选，记录第n个测量时刻的全部受力测量点的位置信息，即记录下第n个测量时刻的推拿按摩手法信息；
（2-4）重复步骤（2-1）至步骤（2-3）的过程，直至记录完全部测量时刻的推拿按摩手法信息，按时间顺序保存。
进一步的，还可以通过测量点的波长变化，换算出该测量点的受力大小等指标保存在按摩手法信息中。
本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种中医推拿手法的测定方法，其特征是该方法使用的测定系统包括柔性分布力测量垫、多通道的波长解调仪和计算机，所述柔性分布力测量垫由柔性基体材料和光纤光栅阵列传感器组成，所述光纤光栅阵列传感器布置于柔性基体材料上，所述光纤光栅阵列传感器由多根光纤并列布置， 两根光纤之间间隔0.1-0.2mm， 上述光纤在熔接点处熔接，串联成一根光纤，形成一个通道，每根光纤上都设有一个不同反射波长的光栅传感器，这些光栅传感器在通道上等间距布置，若干个通道排列形成一个光栅矩阵，所述光纤光栅阵列传感器与多通道波长解调仪相连，所述多通道波长解调仪通过PCI总线连接到计算机；
该方法包括以下步骤：
（1）在无外力作用的情况下预先测定柔性分布力测量垫上每个光栅传感器所在位置即测量点的波长数据，计算出每个测量点的波长的均值L 0 和方差δ，保存每个测量点的位置信息及波长的均值L 0 和方差δ；
（2）记录推拿按摩手法信息
（2-1）上力后，计算机读取多通道波长解调仪在第n个测量时刻的测量数据，将其分离成每个测量点的波长数据，并以一个测量点为单位保存该测量点的位置信息及波长；
（2-2）通过莱以特准则将相同位置信息的测量点的波长数据与步骤（1）中求得的波长的均值和方差进行比较，来筛选在第n个测量时刻是否有力作用在该被比较的测量点上，若该测量点的波长数据在[L 0 -3*δ , L 0 +3*δ]的范围内，则认为该测量点无外力作用，否则，认为该测量点有外力作用；
（2-3）计算机通过筛选，记录第n个测量时刻的全部受力测量点的位置信息，即记录下第n个测量时刻的推拿按摩手法信息；
（2-4）重复步骤（2-1）至步骤（2-3）的过程，直至记录完全部测量时刻的推拿按摩手法信息，按时间顺序保存。
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