CN106725302B - 用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置及基于其的纺织面料触觉评定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置及基于其的纺织面料触觉评定方法，用于与测量显示脑部活动区域的功能磁共振成像仪配套使用，它包括支撑台面、可滑动地安装在所述支撑台面上的固定架、安装在所述固定架上的支撑机构、可运动地安装在所述支撑机构上且向下延伸的连接杆以及可活动地安装在所述连接杆下端的按压组件，所述按压组件包括可活动地套接于所述连接杆下端的连接套以及安装在所述连接套下端的按压头。从而可以用于对纺织面料进行客观的和可重复的评价。

Description

用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置及基于其的 纺织面料触觉评定方法
技术领域
本发明涉及一种定量化触觉刺激装置，用于与测量显示脑部活动区域的功能磁共振成像仪配套使用，具体涉及一种用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置及基于其的纺织面料触觉评定方法。
背景技术
服装面料作为人体的“第二皮肤”，需要有非常好的触觉舒适性。在客观评价中，通常用织物的硬度、粗糙度和紧密度来表示触觉舒适性。贺良震等人通过测量面料与斜面间的摩擦因素μ来反应粗糙度，模拟表征人体与面料间的触感舒适度。但每个人的触觉感受不一样，并不能真实反应面料对人体的触觉感受认知。
服装穿着的舒适感觉属于主观现象，是服装、环境、人体等多种因素的综合。在主观评价中，对织物触觉舒适性的评价主要分为5个等级：1、不舒适；2、一般；3、舒适；4、很舒适；5、非常舒适。获得主观感觉的唯一方法是应用主观评价技术。对服装舒适性的主观评价，是指通过人体生理学试验或现场穿着试验，对服装面料的舒适性进行测定和评。着装人对所穿服装的舒适性感觉，用语言归纳起来，可构成进行服装舒适性评价的主观标尺。这种主观标尺可以用来判断和评价人们对所穿服装的感知过程，但是这种标尺的尺度，它取决于人们的生活经历和相互交往的经验。
功能磁共振可显示不同触觉刺激条件下脑功能激活区域部位，为触觉系统相关脑区的功能定位提供可能，并了解各脑区的相关关系。Francis等研究了触觉情绪激活区域与愉悦味觉激活区域的关系。研究发现给予被试者手掌刺激可引起 SI的较强激活剂。因此触觉辨别成分的皮层代表区主要在SI，而触觉情绪成分的皮层代表区主要在眶额叶。基于上述原因，寻找一种客观、更加真实的表征纺织面料与人体接触的触感愉悦价值度的方法，对于纺织面料触觉舒适度的客观科学评价具有重大意义。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，用于与测量显示脑部活动区域的功能磁共振成像仪配套使用，它包括支撑台面、可滑动地安装在所述支撑台面上的固定架、安装在所述固定架上的支撑机构、可运动地安装在所述支撑机构上且向下延伸的连接杆以及可活动地安装在所述连接杆下端的按压组件，所述按压组件包括可活动地套接于所述连接杆下端的连接套以及安装在所述连接套下端的按压头。
优化地，所述连接套通过安装在其与所述连接杆之间的弹性件可伸缩地安装在所述连接杆下端。
优化地，所述按压头可拆卸地安装在所述连接套下端。
优化地，所述按压头侧面开设有用于容纳收紧绳的凹槽；所述连接杆面开设有至少一个限位槽，所述连接套上固定有插入所述限位槽内的至少一根限位杆。
优化地，所述按压头为弹性压头，其上设置有多根按摩棒。
优化地，所述连接杆通过与其相连接的动力机构可运动地安装在所述支撑机构上。
进一步地，所述动力机构包括固定在所述连接杆上端的圆盘、固定在所述支撑机构上的固定杆以及一端系在所述固定杆上且另一端连接在所述圆盘侧面的弹性绳；当转动所述圆盘时，所述连接杆同步上下升降；所述支撑机构上还安装有用于限制所述圆盘转动的限位开关。
进一步地，所述连接杆上端与所述支撑机构相枢轴连接；所述动力机构包括可转动地插设于所述支撑机构上的转轴、与所述转轴一端相连接用于带动其转动的第一马达、安装在所述转轴另一端并随其同步转动的转动块以及一端与所述转动块相枢轴连接且另一端与所述连接杆中部相枢轴连接的传动杆。
进一步地，所述动力机构包括可运动地安装在支撑机构上的循环带、安装在所述循环带内表面上且上下对应设置的两排第一啮合齿、延伸至所述循环带内的转轴、与所述转轴相连接用于带动其转动的第二马达、形成在所述转轴外周面上且与所述第一啮合齿相啮合的第二啮合齿、安装在所述循环带两端且延伸至所述支撑机构内的支撑杆以及固定在所述支撑杆上的引导块。
本发明的又一目的在于提供一种上述用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的纺织面料触觉评定方法，它包括以下步骤：
(a)将各种纺织面料安装在所述按压组件上，使其与躺在所述支撑台面上的人体刺激部位相接触并产生定量化触觉刺激；利用所述功能磁共振成像仪获取所述定量化触觉刺激的脑部激活区图像数据；将所述定量化触觉刺激和所述脑部激活区图像数据进行关联形成数据体系；
(b)根据所述纺织面料的触觉舒适性评价标准对所述数据体系进行分类；
(c)对待测纺织面料重复步骤(a)的测量，获取所述脑部激活区图像数据后按照步骤(b)的分类反馈触觉舒适性评价结果。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，通过采用特定结构的按压组件、支撑机构与功能磁共振成像仪等进行配合，能够利用按压组件上设置的纺织面料对人体特定的部位进行定量化刺激，并将其与功能磁共振成像仪测定的数据进行匹配，从而可以用于对纺织面料进行客观的和可重复的评价。
附图说明
图1为本发明用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的结构示意图；
图2为实施例1中用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的部分结构示意图；
图3为实施例2中用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的部分结构示意图；
图4为实施例3中用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的部分结构示意图；
图5为实施例4中视觉模拟评分法的测量图；
图6为实施例4中对不同纺织面料的舒适度VAS评分测量结果；
图7为实施例4中采用不同纺织面料进行刺激时脑部S2区的脑部激活区图像数据；
图8为实施例4中采用不同纺织面料进行刺激时脑部S2区的定量化激活数据。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。
实施例1
如图1和图2所示的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，与功能磁共振成像仪2配套使用，它主要包括支撑台面1、固定架3、支撑机构40、按压组件41和连接杆42。为了避免对功能磁共振成像仪2的影响，用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的其它部件使用的材质均为工程塑料。
其中，固定架3可滑动地安装在支撑台面1上；功能磁共振成像仪2用于测量显示脑部活动区域，并可以将测试的数据进行储存和处理；支撑机构40(为支撑板)安装在固定架3上，连接杆42可运动地安装在支撑机构40上且向下延伸；按压组件41可活动地安装在连接杆42下端，它包括可活动地套接于连接杆 42下端的连接套413以及安装在连接套413下端的按压头411。
在本实施例中，连接套413通过弹性件43可伸缩地安装在连接杆42的下端，使得弹性件43(选用塑料弹性弹簧)安装在连接套413和连接杆42之间；这样利用弹性件43能够在连接套413和连接杆42之间形成一定的缓冲以调节按压头 411与人体接触的压力。按压头411可拆卸地安装在连接套413下端，这样可以更换不同的按压头411以改变其直径，从而调整纺织面料与人体接触面积的大小 (可拆卸的方式采用现有的即可)。按压头411侧面开设有用于容纳收紧绳的凹槽412，这样通过收紧绳(如橡皮筋)可以牢牢固定住纺织面料，也便于替换不同的织物面料。连接杆42侧面开设有至少一个限位槽(限位槽沿连接杆42的轴心线方向延伸)，连接套413上固定有插入限位槽内的至少一根限位杆414。
在本实施例中，连接杆42通过与其相连接的动力机构44可运动地安装在支撑机构40上。该动力机构44包括固定在连接杆42上端的圆盘441、固定在支撑机构40上的固定杆442以及一端系在固定杆442上且另一端连接在圆盘441 侧面的弹性绳443；这样当人工转动圆盘441时，连接杆42同步上下升降；利用弹性绳443的张紧与收缩可以实现按压组件41的自动复位；而且可以通过弹性绳443的长短或卷绕的次数来控制圆盘441旋转的次数以及按压组件41上下升降的距离。支撑机构40上还安装有用于限制圆盘441转动的限位开关45。
实施例2
如图1和图3所示的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，其结构与实施例1中的类似，包括支撑台面1、固定架3、支撑机构40'、按压组件 41'和连接杆42'。为了避免对功能磁共振成像仪2的影响，用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的其它部件使用的材质均为工程塑料。
支撑机构40'(为支撑板)安装在固定架3上，连接杆42'可运动地安装在支撑机构40'上且向下延伸；按压组件41'可活动地安装在连接杆42'下端，它包括可活动地套接于连接杆42'下端的连接套413'以及安装在连接套413'下端的按压头411'。
连接套413'通过弹性件43'可伸缩地安装在连接杆42'的下端，使得弹性件43'(选用塑料弹性弹簧)安装在连接套413'和连接杆42'之间；这样利用弹性件43' 能够在连接套413'和连接杆42'之间形成一定的缓冲以调节按压头411'与人体接触的压力。按压头411'可拆卸地安装在连接套413'下端，这样可以更换不同的按压头411'以改变其直径，从而调整纺织面料与人体接触面积的大小(可拆卸的方式采用现有的即可)。按压头411'侧面开设有用于容纳收紧绳的凹槽412'，这样通过收紧绳(如橡皮筋)可以牢牢固定住纺织面料，也便于替换不同的织物面料。连接杆42'侧面开设有至少一个限位槽417'(限位槽417'沿连接杆42'的轴心线方向延伸)，连接套413'上固定有插入限位槽417'内的至少一根限位杆414'。连接杆42'通过与其相连接的动力机构44'可运动地安装在支撑机构40'上。
不同的是：在本实施例中，连接杆42'上端与支撑机构40'相枢轴连接；动力机构44'包括可转动地插设于支撑机构40'上的转轴444'、与转轴444'一端相连接用于带动其转动的第一马达443'(可以选用叶片式气动马达)、安装在转轴444' 另一端并随其同步转动的转动块442'以及一端与转动块442'相枢轴连接且另一端与连接杆42'中部相枢轴连接的传动杆441'。这样转动块442'在进行360°旋转时，可以通过传动杆441'带动连接杆42'的摆动，进而带动按压头411'的摆动，这样当按压头411'底部包裹纺织面料后能够利用其替代手工触觉直接刺激，提高了触觉刺激量的稳定性和可重复性，对实验结果的可靠性提供保证。
实施例3
如图1和图4所示的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，其结构与实施例1中的类似，包括支撑台面1、固定架3、支撑机构40”、按压组件 41”和连接杆42”。为了避免对功能磁共振成像仪2的影响，用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的其它部件使用的材质均为工程塑料。
支撑机构40”(为两根相对应的支撑管)安装在固定架3上，连接杆42”可运动地安装在支撑机构40”上且向下延伸；按压组件41”可活动地安装在连接杆 42”下端，它包括可活动地套接于连接杆42”下端的连接套413”以及安装在连接套 413”下端的按压头411”。
连接套413”通过弹性件43”可伸缩地安装在连接杆42”的下端，使得弹性件 43”(选用塑料弹性弹簧)安装在连接套413”和连接杆42”之间；这样利用弹性件 43”能够在连接套413”和连接杆42”之间形成一定的缓冲以调节按压头411”与人体接触的压力。按压头411”可拆卸地安装在连接套413”下端，这样可以更换不同的按压头411”以改变其直径，从而调整纺织面料与人体接触面积的大小(可拆卸的方式采用现有的即可)。按压头411”侧面开设有用于容纳收紧绳的凹槽，这样通过收紧绳(如橡皮筋)可以牢牢固定住纺织面料，也便于替换不同的织物面料。连接杆42”侧面开设有至少一个限位槽(限位槽沿连接杆42”的轴心线方向延伸)，连接套413”上固定有插入限位槽内的至少一根限位杆414”。
不同的是：在本实施例中，按压头411”为弹性压头，其上设置有多根按摩棒 412”，类似于按摩梳的结构。连接杆42”通过与其相连接的动力机构44”可运动地安装在支撑机构40”上。动力机构44”包括可运动地安装在支撑机构40”上的循环带441”、安装在循环带441”内表面上且上下对应设置的两排第一啮合齿442”、延伸至循环带441”内的转轴443”、与转轴443”相连接用于带动其转动的第二马达444”(可以选用叶片式气动马达)、形成在转轴443”外周面上且与第一啮合齿 442”相啮合的第二啮合齿445”、安装在循环带441”两端且延伸至支撑机构40”内的支撑杆446”以及固定在支撑杆446”上的引导块447”。第二啮合齿445”并未分布在转轴443”同一平面(与转轴443”轴心线相垂直的平面)所处的整个周面上，而是仅分布着一小部分；这样当第二啮合齿445”转动至与两排第一啮合齿442”相脱离时，循环带441”不产生运动；而往复运动的实现是由于第二啮合齿445”与上下设置的两排第一啮合齿442”动作方向相反。
实施例4
本实施例提供一种纺织面料触觉评定方法，它采用实施例1至3中任一用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置进行测量评定，它包括以下步骤：
(a)将各种纺织面料安装在按压组件41、41'、41”上，使其与躺在支撑台面1上的人体部位相接触并产生定量化触觉刺激；利用所述功能磁共振成像仪2 获取所述定量化触觉刺激的脑部激活区图像数据；将所述定量化触觉刺激和所述脑部激活区图像数据进行关联形成数据体系；该步骤中采用视觉模拟评分法 (Visual analogue scale，VAS)来进行行为心理定量分析，其VAS触觉行为心理量的测量法具体为：在白纸上画一条粗直线，通常为10cm；有可滑动的游标，在线的两端分别附注词汇，一端为“舒适”，另一端为“非常不舒适”(如图5所示)，志愿者可根据自己所感受的舒适程度，在直线上某一点作一记号，以表示舒适的强度及心理上的感受程度。从起点至记号处的距离长度也就是舒适量，测试时志愿者面对无刻度的一面，将游标放在当时最能代表舒适程度的部位；实验人员面对有刻度的一面，并记录舒适程度。图6为多名志愿者参加三种面料(丝绸、羊毛和苎麻面料)的舒适度VAS评分测量结果，面料刺激部位为前臂外侧(距手腕10cm处)，刺激方式为采用定量化触觉刺激装置(实施例1至实施例3中的均可)。结果表明丝绸面料与苎麻面料舒适度差异最大，羊毛与面料与苎麻面料舒适度差异不大。图7为采用与VAS相同的定量化触觉刺激装置，刺激部位为同一位置(前臂位置)，采用MRI磁共振成像获取脑部S2区的脑部激活区图像数据，分别测试了与VAS相同的三种不同面料，从上到下以此为丝绸、羊毛、苎麻面料。图8为综合三种不同面料在这一特征区域的定量化激活数据：图8(A) 显示该区域激活体素的总和(大脑左半球和右半球)，VOX值指标等效于激活体积，丝绸面料激活体积最大，羊毛激活体积其次，苎麻激活体积最小；图8(B) 显示该特征区域T值得平均值(双侧平均)，T值指标等效于激活强度，丝绸面料激活体积最大，羊毛激活体积其次，苎麻激活体积最小；图8(C)显示三种面料舒适度VAS量表，丝绸VAS值最大(最舒适)，苎麻VAS值最小(最不舒适)。由此可以得出，面料的触觉在感性的认知上，也同时可以通过脑部数据进行理性的认识。通过VAS值与VOX、T值的关联，可以建立了一个面料触觉刺激脑部激活量的数据标准体系。
(b)根据所述纺织面料的触觉舒适性评价标准对所述数据体系进行分类；
(c)对待测纺织面料重复步骤(a)的测量，获取所述脑部激活区图像数据后按照步骤(b)的分类反馈触觉舒适性评价结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，用于与测量显示脑部活动区域的功能磁共振成像仪配套使用，其特征在于：它包括支撑台面、可滑动地安装在所述支撑台面上的固定架、安装在所述固定架上的支撑机构、可运动地安装在所述支撑机构上且向下延伸的连接杆以及可活动地安装在所述连接杆下端的按压组件，所述按压组件包括可活动地套接于所述连接杆下端的连接套以及安装在所述连接套下端的按压头，所述连接杆通过与其相连接的动力机构可运动地安装在所述支撑机构上；
所述动力机构包括固定在所述连接杆上端的圆盘、固定在所述支撑机构上的固定杆以及一端系在所述固定杆上且另一端连接在所述圆盘侧面的弹性绳；当转动所述圆盘时，所述连接杆同步上下升降；所述支撑机构上还安装有用于限制所述圆盘转动的限位开关；
或，
所述连接杆上端与所述支撑机构相枢轴连接；所述动力机构包括可转动地插设于所述支撑机构上的转轴、与所述转轴一端相连接用于带动其转动的第一马达、安装在所述转轴另一端并随其同步转动的转动块以及一端与所述转动块相枢轴连接且另一端与所述连接杆中部相枢轴连接的传动杆；
或，
所述动力机构包括可运动地安装在支撑机构上的循环带、安装在所述循环带内表面上且上下对应设置的两排第一啮合齿、延伸至所述循环带内的转轴、与所述转轴相连接用于带动其转动的第二马达、形成在所述转轴外周面上且与所述第一啮合齿相啮合的第二啮合齿、安装在所述循环带两端且延伸至所述支撑机构内的支撑杆以及固定在所述支撑杆上的引导块。
2.根据权利要求1所述的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，其特征在于：所述连接套通过安装在其与所述连接杆之间的弹性件可伸缩地安装在所述连接杆下端。
3.根据权利要求1所述的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，其特征在于：所述按压头可拆卸地安装在所述连接套下端。
4.根据权利要求1所述的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，其特征在于：所述按压头侧面开设有用于容纳收紧绳的凹槽；所述连接杆面开设有至少一个限位槽，所述连接套上固定有插入所述限位槽内的至少一根限位杆。
5.根据权利要求1所述的用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置，其特征在于：所述按压头为弹性压头，其上设置有多根按摩棒。
6.一种基于权利要求1至5中任一所述用于脑功能测量的纺织面料定量化触觉刺激装置的纺织面料触觉评定方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（a）将各种纺织面料安装在所述按压组件上，使其与躺在所述支撑台面上的人体刺激部位相接触并产生定量化触觉刺激；利用所述功能磁共振成像仪获取所述定量化触觉刺激的脑部激活区图像数据；将所述定量化触觉刺激和所述脑部激活区图像数据进行关联形成数据体系；
（b）根据所述纺织面料的触觉舒适性评价标准对所述数据体系进行分类；
（c）对待测纺织面料重复步骤（a）的测量，获取所述脑部激活区图像数据后按照步骤（b）的分类反馈触觉舒适性评价结果。
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