CN112205976A - 一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统，包括硬件和软件部分，采用穴位探测器与指引器的配套使用，快速准确为待检测的人体穴位进行定位；以PC机作为平台，将测试数据转换成数字信号进行分析和处理，利用PC机对测量的人体穴位的电压数据进行大数据分析和判断，然后准确的对人体健康状态做出判断，最后将诊断结果数字化的显示在PC机上，直观明了。
Description
技术领域
本发明实施例涉及中医经络物象诊疗技术领域，具体涉及一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统。
背景技术
人体经络系统理论是中国传统医学中医的基础，中医认为，人体内五脏六腑，其间有气血不停地做周期性运行，以维持正常的人体生命活动。中国传统医学经典《黄帝内经素问》中《调经论篇第六十二》有《人之所者，气与血耳》，又有《五脏之道，皆出于经隧，以行气血，血气不和，百病乃变化而生，是故守经隧焉》。人体的经络系统正是作为气血运行的通道网络，同时也是中医针灸治疗的理论依据。与此同时，在1953年，德国的福尔医师，把当时先进的电针技术与中国的经络学理论相结合，利用已经有悠久历史的中医针灸理论和实践，开发了能用于诊断和治疗的电子仪器。根据现有公开的研究文献，如果给经络以微弱的电流刺激，则人体健康的经络穴道会产生对该电流的对抗反应，该反应可体现为电导率，如果人体处于虚弱状态，则电导率会相应发生变化，这种变化与人体相应的脏腑器官的病变情况有密切关系。因此通过经血上测得的电阻值变化可以用于诊断疾病。
中医经络穴位电学特征的研究成果可总结如下：(1)皮肤表面的低电阻点基本上都是沿经络分布的，可是这些低电阻点排列并不是相连的；(2)穴位处测得电阻的阻抗一般比其外周非穴点测得的电阻值低得多；(3)测得的低电阻点大部分沿着经脉线进行分布，或者在经脉巡行线的两侧0.5厘米的范围之内分布，而两条经脉之间的区域，几乎没有出现低电阻点。当然，这里必须提出测量结果的影响因素有测量环境温度高低、经络受电时间、重复受电次数、检测电极电压等。
人体经络穴位的电阻抗变化和人体健康情况的关系非常密切，也就是说，如果人体脏腑功能失常或组织发生病变，那么测得的经络电阻抗会表现出一定的变化。这种变化的具体情况也反映了脏腑的病变程度。正常情况下，人体两条同名的经络的电阻抗大小变化也基本是相同的。但如果这两条同名的经络的电阻抗大小不同了，也就是失去平衡了，那么说明人体脏腑功能失常了或组织发生了病变，即人体处于非健康状态。
目前通过研究证明的穴位点包括，传统肺经11个穴位，与5个组织和器官相连；传统胃经45个穴位，与12个组织和器官相连；传统脾经21个穴位，与8个组织与器官相连；传统心经9个穴位，与4个组织和器官相连，传统小肠经19个穴位，与11个组织和器官相连；传统膀胱经67个穴位，与21个组织和器官相连；传统肾经27个穴位，与11个组织和器官相连；传统心包经9个穴位，与4个组织和器官相连；传统三焦经23个穴位，与12个组织和器官相连；传统胆经44个穴位，与7个组织和器官相连；传统肝经14个穴位，与7个组织和器官相连。对以上穴位实施系统完整的检测，才能得出人体器官健康状况的完整信息。
目前国内外都有相关的中医经络检测设备，如国内的经络检测仪，国外的福尔经络检测仪等，其设备在实际应用中均存在着缺陷，具体体现在如下几点，1，大多数国内设备，其物理检测装置，不能完整的检测人体经络穴位点，缺乏严谨的中医经络理论体系；2.数据采集的设计不够完善合理，大多以部分穴位点扫描的形式，检测精度低，安全性低。3.需要熟悉中医针灸理论的专业医师实施检测才能找到穴位并测试相关穴位点，目前大多设备无法自动完成测试数据分析，使得设备无法有效推广使用。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统，该系统包括硬件和软件部分，采用PC机作为平台，利用PC机对人体穴位的精确定位，电极配合PC机对人体穴位的精确定位，对人体穴位进行精确的测试和诊断，然后将测试数据转换成数字信号进行分析和处理，准确的对人体健康状态做出判断，最后将诊断结果数字化的显示在PC机上，直观明了，其具体技术方案如下：
根据本发明实施例提供一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统，包括：
用于对人体穴位进行检测得到电压数据的穴位探测器；
用于对所述电压数据进行大数据分析判断，得到人体健康状态的PC平台的处理器；
用于对所述处理器得到的人体健康状态进行数字化显示的PC平台的显示屏；
用于根据人体骨骼特征，对人体穴位进行检测指引的指引器，所述指引器与预先在所述显示屏上绘制的人体穴位图对应；
用于为所述穴位探测器、所述处理器、所述指引器供电的电源。
进一步的，所述穴位探测器包括；
用于在所述指引器的定位下，对人体相应穴位的电压进行采集的信号采集电路；
用于对所述信号采集电路所采集的所述电压数据进行A/D转换的A/D转换电路；
与所述A/D转换电路相连的，用于对采集的所述A/D转换电路转换的电压数据进行控制的控制电路；
与所述控制电路相连的，用于将所述电压数据从所述控制电路传输至所述处理器的接口转换电路；
用于为所述信号采集电路、所述A/D转换电路、所述控制电路提供电流的恒流源，所述恒流源由所述电源经过电源转换电路转换所得。
进一步的，所述信号采集电路包括:
用于对人体的多个穴位点进行同时检测的多路信号采集口；
用于减少信号的干扰，在每路所述信号采集口设置一个静电二极管；
与所述多路信号采集口相连的、用于将所述信号采集口采集到的电压数据多路切换至所述A/D转换电路的多路模拟开关。
进一步的，在所述信号采集电路和所述A/D转换电路之间还设置有信号放大器。
进一步的，所述电源转换电路包括：电磁干扰滤波器、两个整流滤波器、电源开关、互感器、脉宽调制控制电路、负载保护电路、检测保护电路和光耦合电路；其中一个整流滤波器分别与所述电磁干扰滤波器和电源开关相连，所述电源开关与所述互感器的原边相连；所述脉宽调制控制电路分别与所述电源开关和所述负载保护电路相连，所述所述电源开关和所述负载保护电路相连；另一个整流滤波器与所述电源开关的副边相连，所述另一个整流滤波器的输出端、所述脉宽调制电路、所述光耦合电路与所述脉宽调制控制电路依次连接。
进一步的，所述控制电路包括：
用于接收或发送指令的单片机；
用于为所述单片机提供时序、并与所述单片机相连的时钟电路；
用于单片机与所述处理器相连的通信电路；
用于所述单片机与所述A/D转换电路连接的串口电路。
进一步的，所述单片机采用PIC18F87K22-I/PT。
进一步的，所述单片机包括：
用于选择检测系统并设置串口的设置模块；
用于通过所述串口电路接收所述A/D转换器转换的电压数据的接收模块；
用于将接收到的所述电压数据通过所述通信电路发送至所述处理器的发送模块。
进一步的，所述处理器包括：
用于接收所述单片机通过所述通信电路发送的电压数据的数据接收模块；
用于对所述电压数据进行计算，得到所述电压数据对应的人体穴位点处经络电阻的计算模块；
用于判断所述经络电阻是否超过预设阻值，若超过预设阻值则重新探测所述人体穴位点并计算经络电阻的判断模块；
用于当经络电阻未超过预设阻值时，生成实时变化波形并实时显示所述人体穴位点对应的经络阻值的生成模块；
用于对未超过预设阻值的所述经络阻值进行模式识别和分类诊断并生成诊断报告的识别诊断模块；
用于对所述诊断报告进行存储和打印的存储模块。
进一步的，所述处理器还包括：
用于获取所述人体穴位图，并在所述显示屏上显示的获取模块；
用于将在所述指引器的指引下，所述穴位探测器探测到的人体穴位点发送至所述显示屏并在所述人体穴位图上进行显示的发送模块；
所述显示屏实时数字化显示所述人体穴位点出的经络阻值。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统，包括硬件和软件部分，采用穴位探测器与指引器的配套使用，快速准确为待检测的人体穴位进行定位；以PC机作为平台，将测试数据转换成数字信号进行分析和处理，利用PC机对测量的人体穴位的电压数据进行大数据分析和判断，然后准确的对人体健康状态做出判断，最后将诊断结果数字化的显示在PC机上，直观明了。
进一步的，本发明是一套软硬件的综合系统，通过可视化的计算机软件设计，在对穴位测试时，计算机软件通过3D图像，精准提示检测穴位的位置和顺序。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的优化结构框图；
图2为本发明实施例1提供的种基于PC平台的中医经络物象诊疗系统的处理器的工作流程图；
图3为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的分类决策算法结构框图；
图4为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统训练集属性偏序结构图；
图5为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的电源转换电路结构框图；
图6为发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的信号采集电路的电路原理图；
图7为被检测的人体经络对应穴位点的阻值；
图8为被测人体穴位指示图；
表1为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的斜率与诊断结果的形式背景表。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的优化结构框图，包括用于对人体穴位进行检测得到电压数据的穴位探测器；
用于对所述电压数据进行大数据分析判断，得到人体健康状态的PC平台的处理器；
用于对所述处理器得到的人体健康状态进行数字化显示的PC平台的显示屏；
用于根据人体骨骼特征，对人体穴位进行检测指引的指引器，所述指引器与预先在所述显示屏上绘制的人体穴位图对应；
用于为所述穴位探测器、所述处理器、所述指引器供电的电源。
上述人体穴位是与待检测的人体经络相对应的穴位点，通过测量所述穴位点的电压值与测量电流之间的阻值，可以计算出人体经络处的阻值，有处理器对人体经络对应的穴位点的阻值的分析和判断，能够判断出人体的健康状态。
上述处理器包括用于接收所述单片机通过所述通信电路发送的电压数据；
用于对所述电压数据进行计算，得到所述电压数据对应的人体穴位点处经络电阻的计算模块；
用于判断所述经络电阻是否超过预设阻值，若超过预设阻值则重新探测所述人体穴位点并计算经络电阻的判断模块；
用于当经络电阻未超过预设阻值时，生成实时变化波形并实时显示所述人体穴位点对应的经络阻值的生成模块；
用于对未超过预设阻值的所述经络阻值进行模式识别和分类诊断并生成诊断报告的识别诊断模块；
用于对所述诊断报告进行存储和打印的存储模块。
上述处理器还包括用于获取所述人体穴位图，并在所述显示屏上显示的获取模块；
用于将在所述指引器的指引下，所述穴位探测器探测到的人体穴位点发送至所述显示屏并在所述人体穴位图上进行显示的发送模块；
所述显示屏实时数字化显示所述人体穴位点处的经络阻值。
上述指引器能够根据人体骨骼特征，判断出人体经络对应的穴位点的所在委会的范围，为准确快速找准待检测的穴位点提供便利，提高检测的效率。
参见图2为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的处理器的工作流程图，可知，进入PC机诊断系统后，首先选择检测系统，并进行串口设定。然后调用测量穴位图并开始检测，将单片机传输的电压数据进行处理，计算出经络电阻，如果电阻过大，会有提示，并重新检测；如果电阻不特别过大，这时就可将电压数据进行实时显示，然后把测量结果进行处理，并得出诊断结果，接着存储处理和诊断结果，若需要继续测量，可回到开始检测状态，最后打印诊断结果。
具体来说，处理器选择检测系统并设置串口，然后调用人体穴位图发送至PC的显示屏进行3D显示，当穴位探测器在指引器的指引下，在穴位点的可在范围之内探测到人体经络对应的穴位点的阻值时，将所述阻值发送至显示屏，并在所述人体经络图的相应位置进行3D显示，同时对所述阻值的大小进行判断，当所述阻值大于预设的阻值时，则对穴位点重新进行检测并计算阻值，直到检测的阻值小于预设的阻值时，将该小于预设阻值的阻值发送至显示屏进行实时数字化显示和实时曲线(波形)变化显示，直观明了。此外，处理器对采集的阻值进行模式识别和分类诊断，生成诊断报告并存储和打印。
上述指引器可根据人体骨骼特征，确定人体经络对应的穴位点的可在范围可在范围即可能存在的范围。
硬件测量获取的电压数据，经过量化后，就形成了经络电阻二维波形。本课题通过PC机软件进行处理，进而诊断，所依据的理论就是模式识别理论。下面将系统介绍软件设计的识别方法。
采集数据的过程中，难免会出现离群较远的数据点，这些数据点多数是由于测量时的抖动，造成的电阻剧烈改变，如果不进行处理，就会造成灾难性后果。离群的距离多数是由设定的阈值来决定，多为标准差的整数倍。超出阈值范围的点，必须进行抛弃。
由于釆集的数据个数有限，不能随便删除一些数据，因此，对于所有特征的可用数据不同的问题，常有两种方法进行应对。第一种方法是用相应的均值来进行替代；另一种方法，更为准确，就是采用分布的统计信息方法，计算获取数据进行代替可能会丢失的数据。本设计中采用的是均值替代的方法。
软件釆集的数据波，包含很多有意义的变化量，如峰值、初值与峰值之差、峰值与终值之差、斜率、上升时冋、平稳时间、下降时冋、稳定值等等。而对于本研究来说，波形的斜率变化和稳定值对诊断是有用的，因此，必须把斜率的变化和稳定值分别作为特征进行提取出来。这就需要特征提取算法。
通过上述，已知数据的特征量有很多，设为D维，因此，可以用D维矩阵表示原特征量y，如下式(1)所示。
y＝[y1,y2，…，yD]T (1)
本设计所选择的斜率这一特征量k,维度为d(d<D),需要引入变换矩阵WDXd。作线性变换K＝WTy获得式(2)。
k＝[k1,k2，…,kd]T (2)
根据实际的识别需要，对整个波形的研究,进行三段化，所以令d＝3,则上式化为：
k＝[k1,k2,k3]T (3)
同样，稳定值这一特征量z,实际情况下仅为一维，但同样要进行选择。
稳定值的提取，相对斜率的特征提取来说，较为简单。只需求取稳定范围内所有测量值的平均值Z1。所以下面特别介绍斜率的特征提取。
为提取斜率特征值k1、k2、k3,本设计采用线性拟合法。下面将具体讲解利用线性拟合来提取特征值。
提取分段点。本课题不能简单地将波形整体进行线性拟合，因为这样处理毫无意义。为了更好的提取出波形变化特征，必须进行分段拟合。即在分段拟合前必须进行选取分段点。分段点从转折点、最大值点或最小值点中选取。这些特征点很多，而只需要2个点(非起点和终点)来作为分段点。也就是说，本设计的目的是合理地将波形分三段。这里的转折点的提取，方法是通过求两点组成线段的斜率，观察斜率的变化情况，来确定转折点。
若假定序列点为Pl，P2，P3,P4,…，Pn。则Pl与P2形成的斜率为K1,2,同样Pl与P3形成的斜率为K1,3，以此类推,求得K1,4,K1,5,K1,6,…，K1,n。
计算K1,2,K1,3,K1,4,K1,5,K1,6,…，K1,n大小变化。如果斜率先增后减，在这个增减点处，前多个斜率变化均一致且后多个斜率变化均一致，就可确定一个分段点。这一计算需多步循环才能完成。这样计算获取的分段点或许不止是2个，也可能是0个，1个或多个。实际情况下不会出现三个分段点的。
分段进行线性拟合，并求取各段斜率特征值。获取分段点后，便可利用最小二乘法对分段点前后的数据进行线性拟合。具体步骤为：
设所求回归直线为：
y＝a+kx (4)
求偏差d,公式为：
dn＝yn-a-kxn (5)
其中，yn，xn为具体电阻值和时间值。
求得偏差平方和为D：
平均值公式为:
D对a和k分别求一阶偏导，得：
D对a和k分别求二阶偏导，得:
满足最小值条件，令一阶偏导为0,并引入平均值，可得:
于是就可求得斜率k值：
这样便可把特征值加，k2,k3提取出来。
由于分段点可能为0,可能为1，也可能为2,那么对于不同分段点，在对k值赋值时是不一样的。若分段点为0,那么kl＝k2＝k3：若分段点为1,那么令k2为空值；若分段点为3,那么就分别依次赋值。
图3为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的分类决策算法结构框图；首先，将训练集数据转化为形式背景。令Di为器官疲劳，D2。、D&均为器官功能障碍，D3为毒理反应。D4为健康状态。Kg为平稳的斜率范围，Kn,为缓慢上升的斜率范围，Kk为快速上升的斜率范围，K&为平稳的斜率范围，Lb为未获取k2值,为空值，K3a为平稳的斜率范围，K3b为缓慢下降的斜率范围，K3C为快速下降的斜率范围。其斜率与诊断结果的形式背景如表1所示。
表1
接着，使用"基于形式背景结构优化属性偏序图生成算法”生成训练集属性偏序结构图。如图4所示，图4为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统训练集属性偏序结构图。对象Di、D2a>D2b…被变换为了对象。1、。2、o3-.而属性KgKib、Ki：…被变换为了属性al、a2、a3…。
最后，将检验数据集中的样本与训练集属性偏序结构图中的已知模式进行匹配，搜索所有相似模式。
为了便于研究，本设计把检验数据集中的属性kl、k2、k3的属性集命名为X0。假设，用XO＝{kl,k2,k3}与训练集属性偏序结构图中的模式对象。1所具有的属性Xl＝{a3,a5,a7}进行模式匹配，计算模式匹配的相似度S为式(6-18)。
如果XI与X0的相似度为1,就说XI与X0具有相同描述，被认为是同一事物,应该分为一类。
如果XI与X0的相似度不为1,但是相似度中最大的，就说XI与X0最近似，被认为是近似事物，也可以分为一类。
如果XI与几个描述具有相同相似度，则XI属于这几个描述所对应的包含样本数最多的类。
同样用X0与其他对象的属性进行匹配，计算相似度。按照以上原则就可进行分类，获得分类结果，从而实现诊断。
本发明实施例的可选实施方式中，所述穴位探测器包括；
用于在所述指引器的定位下，对人体相应穴位的电压进行采集的信号采集电路；
用于对所述信号采集电路所采集的所述电压数据进行A/D转换的A/D转换电路；
与所述A/D转换电路相连的，用于对采集的所述A/D转换电路转换的电压数据进行控制的控制电路；
与所述控制电路相连的，用于将所述电压数据从所述控制电路传输至所述至处理器的接口转换电路；
用于为所述信号采集电路、所述A/D转换电路、所述控制电路提供电流的恒流源。
上述信号采集电路包括用于对人体的多个穴位点进行同时检测的多路信号采集口，信号采集口通过电极探测人体经络对应位置的穴位点。本信号采集电路，主要是把施加在人体经络穴位点的刺激电流作用下由于电阻的变化而造成的人体经络电压的变化釆集下来，然后比较精准地送入单片机。
在设定人体正常电导率固定的情况下，施加在经络穴位的电压为1.25V，其短路最大电流值为12.5mA。人体经络穴位点的电导率变化，对应的电压变化通过以下设计采集转换，为了减少信号干扰，设计在每个信号端口增加了ESD静电二极管，以消除采集模块和人体之间的信号干扰，同时采集到的信号通过模拟开关实现多通路切换。图5为发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的信号采集电路的电路原理图，在本发明实施例中采用ESD静电二极管作为保护电路，如电路图中的VD10所述，以消除采集模块和人体之间的信号干扰；采用MAX335CWG作为模拟开关实现多通路切换。
在本发明实施例中，前端主要从数据的釆集和数据的传输两个方面入手。釆集方面，需要电极(即电针)、电源和测量电路。电源是用来提供测量电流的，所以本课题采用恒流源；测量电路是釆集经络电压的电路。数据传输方面，需要A/D转换电路、单片机、接口转换电路。A/D转换电路是将采集的经络电压模拟信号转换成数字信号，输送给单片机：再由单片机传给接口转换电路，最终将数据输送给PC机。
在本发明实施例中在所述信号采集电路和所述A/D转换电路之间还设置有信号放大器。
在本发明实施例中，所述恒流源由所述电源经过电源转换电路转换所得。本发明给到人体经络对应的穴位点的数据采集刺激电流为直流电，硬件的供电采用220V 50Hz民用交流电，考虑到外网交流频率会对设备产生干扰，因此我们在供电设计上需要对电流源进行转换，优选的，直接采用的是MEAN WELL公司的医用级AC/DC转换电源。符合NSI/AAMIES60601-1和IEC/EN60601-1批准的医疗安全标准(2x MOPP)，医疗器械BF级且符合B级EMI标准。参见图6为本发明实施例1提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统的电源转换电路结构框图，包括：电磁干扰滤波器、两个整流滤波器、电源开关、互感器、脉宽调制控制电路、负载保护电路、检测保护电路和光耦合电路；其中一个整流滤波器分别与所述电磁干扰滤波器和电源开关相连，所述电源开关与所述互感器的原边相连；所述脉宽调制控制电路分别与所述电源开关和所述负载保护电路相连，所述所述电源开关和所述负载保护电路相连；另一个整流滤波器与所述电源开关的副边相连，所述另一个整流滤波器的输出端、所述脉宽调制电路、所述光耦合电路与所述脉宽调制控制电路依次连接。
在本发明中，所述控制电路包括：
用于接收或发送指令的单片机；
用于为所述单片机提供时序、并与所述单片机相连的时钟电路；
用于单片机与所述处理器相连的通信电路；
用于所述单片机与所述A/D转换电路连接的串口电路。
釆用USB接口来完成上位机(即PC机)与下位机(即单片机)的通信。在设计外部电路系统时，必须选择款高性能的符合串行接口总线规范的USB接口器件，集成在电路板上。本设计选择了FT232RL芯片FT232RL芯片作为接口转换芯片，可以实现USB口与串行UART接口之间的转换,采用SSOP28PIN封装。它的特点是：⑴整合了EEPROM。(2)整合了电平转换器，使其I/O口电平能够支持2.8～5伏的宽范围。(3)其内部整合了上电复位电路，具有复位功能。(4)它的I/O管脚驱动能力比较强，能够同时驱动多个设备或者较长的数据线。(5)内部集成了电源去耦RC电路，保证了电源稳定。(6)能自行地产生时钟，不需要外挂晶振钟振，简化了电路。单片机PIC18F87K22-I/PT送出的数据，由FT232RL芯片的RXD引脚进入该芯片，由芯片引脚USBP和USBM输送给USB口，最终传输到PC机内。而PC机发送的数据也可反向送入转换芯片FT232RL,由其引脚TXD送入单片机PIC18F87K22-I/PT,把PC机的控制信号最终传入单片机，从而达到单片机与PC机之间的通信,本设计在数据传输端采用了数字隔离芯片ISO7721DR，避免通信干扰。
本发明使用的PIC18F87K22-I/PT，这是一款128kB高性能增强型闪存微控制器单元(MCU)，采用12位a/D和纳瓦XLP技术。这种微控制器非常适合功率受限和电池供电的应用。充电时间测量单元(CTMU)简化了电容式触摸应用程序的设计。强大的功能，如广泛的工作电压和温度范围，高耐久性闪存程序和数据EEPROM使这是一个优秀的微控制器。其他外围设备，如12位a/D转换器、3个比较器H/W RTCC、10个CCP/ECCP通道、11个总定时器和69个通用I/O。其具体特点如下：低功耗-超低功耗唤醒，低输入泄漏电流和快速唤醒CPU-高达16MIPS性能和8x 8单周期硬件乘法器外围设备。用于mTouch感应和A/D转换器的充电时间测量装置片上3.3V调节器1024字节的数据EEPROM10000擦除/写入周期闪存程序至少40年闪存保留期软件控制下的自编程中断的优先级扩展看门狗定时器(WDT)-可编程周期从4ms到4194s(约70分钟)在线串行编程TM(ICSP)TM)通过两个引脚进行在线调试PC端的数据采集指令通过TX2接口发送到单片机，单片机接收指令后上电开始采集电压数据，数据通过运算放大器和模数转换器(ADC)传回单片机，当数据采集一进行，单片机马上就会编码数据通过接口TX2传送给PC机，PC机把这些数据经过判断接收后，进行数据处理。
单片机程序流程为：单片机进行初始化，初始化的主要内容有1/0口设置、定时器串口通信设置、内部中断设置和A/D转换设置。其中，定时器串目通信设置主要是设置定时器的工作方式、波特率的大小；然后，进入等待状态，时刻对串行口指令数据进行监视。釆集指令中包含采样时间和釆样频率，本设计设置的采集时间为3秒，采集频率为30HZ。一旦接收到釆样指令，它们就被送入定时器，那么就可马上对经络电压信号进行实时釆集。同时，釆集下来的数据，会被送入单片机内置A/D转换器，将模拟电压信号转换成数字信号，再经过单片机内部编码，将釆集数据通过串口传输给PC机。PC机软件程序会对该数据进行校验，如果是采集数据，就会进行接收，以便后续处理。最后一次测量结束，进入程序的下一个等待指令状态。
下面举例对本发明实施例做具体的介绍，参见图7和图8，图7为被检测的人体经络对应穴位点的阻值，图8为被测人体穴位指示图。PC机的软件主要完成数据通信，数据采集流程，数据处理、显示，数据诊断等功能。本发明通过计算机软件设计，对于经络穴位检测可通过软件的3D模型准确定位穴位点，提供数值化的检测结果，并自动对检测结果进行比对分析。由图7和图8所示，当检测人体经络对应的穴位点时，在图8中可以看到相应穴位点的显示，如箭头所示，相应穴位点的阻值可以在图7中进行数字化显示，直观明了。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供的一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统，包括硬件和软件部分，采用穴位探测器与指引器的配套使用，快速准确为待检测的人体穴位进行定位；以PC机作为平台，将测试数据转换成数字信号进行分析和处理，利用PC机对测量的人体穴位的电压数据进行大数据分析和判断，然后准确的对人体健康状态做出判断，最后将诊断结果数字化的显示在PC机上，直观明了。
进一步的，本发明是一套软硬件的综合系统，通过可视化的计算机软件设计，在对穴位测试时，计算机软件通过3D图像，精准提示检测穴位的位置和顺序。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于生物电能检测的经络物象数字化检测系统，其特征在于，包括：
用于对人体穴位进行检测得到电压数据的穴位探测器；
用于对所述电压数据进行大数据分析判断，得到人体健康状态的PC平台的处理器；
用于对所述处理器得到的人体健康状态进行数字化显示的PC平台的显示屏；
用于根据人体骨骼特征，对人体穴位进行检测指引的指引器，所述指引器与预先在所述显示屏上绘制的人体穴位图对应；
用于为所述穴位探测器、所述处理器、所述指引器供电的电源。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述穴位探测器包括：
用于在所述指引器的定位下，对人体相应穴位的电压进行采集的信号采集电路；
用于对所述信号采集电路所采集的所述电压数据进行A/D转换的A/D转换电路；
与所述A/D转换电路相连的，用于对采集的所述A/D转换电路转换的电压数据进行控制的控制电路；
与所述控制电路相连的，用于将所述电压数据从所述控制电路传输至所述处理器的接口转换电路；
用于为所述信号采集电路、所述A/D转换电路、所述控制电路提供电流的恒流源，所述恒流源由所述电源经过电源转换电路转换所得。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号采集电路包括:
用于对人体的多个穴位点进行同时检测的多路信号采集口；
用于减少信号的干扰，在每路所述信号采集口设置一个静电二极管；
与所述多路信号采集口相连的、用于将所述信号采集口采集到的电压数据多路切换至所述A/D转换电路的多路模拟开关。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述信号采集电路和所述A/D转换电路之间还设置有信号放大器。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电源转换电路包括：电磁干扰滤波器、两个整流滤波器、电源开关、互感器、脉宽调制控制电路、负载保护电路、检测保护电路和光耦合电路；其中一个整流滤波器分别与所述电磁干扰滤波器和电源开关相连，所述电源开关与所述互感器的原边相连；所述脉宽调制控制电路分别与所述电源开关和所述负载保护电路相连，所述所述电源开关和所述负载保护电路相连；另一个整流滤波器与所述电源开关的副边相连，所述另一个整流滤波器的输出端、所述脉宽调制电路、所述光耦合电路与所述脉宽调制控制电路依次连接。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制电路包括：
用于接收或发送指令的单片机；
用于为所述单片机提供时序、并与所述单片机相连的时钟电路；
用于单片机与所述处理器相连的通信电路；
用于所述单片机与所述A/D转换电路连接的串口电路。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述单片机采用PIC18F87K22-I/PT。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述单片机包括：
用于选择检测系统并设置串口的设置模块；
用于通过所述串口电路接收所述A/D转换器转换的电压数据的接收模块；
用于将接收到的所述电压数据通过所述通信电路发送至所述处理器的发送模块。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：
用于接收所述单片机通过所述通信电路发送的电压数据的数据接收模块；
用于对所述电压数据进行计算，得到所述电压数据对应的人体穴位点处经络电阻的计算模块；
用于判断所述经络电阻是否超过预设阻值，若超过预设阻值则重新探测所述人体穴位点并计算经络电阻的判断模块；
用于当经络电阻未超过预设阻值时，生成实时变化波形并实时显示所述人体穴位点对应的经络阻值的生成模块；
用于对未超过预设阻值的所述经络阻值进行模式识别和分类诊断并生成诊断报告的识别诊断模块；
用于对所述诊断报告进行存储和打印的存储模块。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器还包括：
用于获取所述人体穴位图，并在所述显示屏上显示的获取模块；
用于将在所述指引器的指引下，所述穴位探测器探测到的人体穴位点发送至所述显示屏并在所述人体穴位图上进行显示的发送模块；
所述显示屏实时数字化显示所述人体穴位点出的经络阻值。
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|---|---|---|---|---|
| CN114642837A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-21 | 江苏经纬技术创新咨询有限公司 | 一种基于智能导航的超声复合波助疗仪及其使用方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102133152A (zh) * | 2010-01-22 | 2011-07-27 | 北京国浩传感器技术研究院(普通合伙) | 数字化穴位探测分析仪 |
| CN202168821U (zh) * | 2011-08-24 | 2012-03-21 | 北京身心康生物科技有限公司 | 中医经络检测仪 |
| CN107578396A (zh) * | 2016-07-05 | 2018-01-12 | 夏普株式会社 | 交互式图像处理装置 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102133152A (zh) * | 2010-01-22 | 2011-07-27 | 北京国浩传感器技术研究院(普通合伙) | 数字化穴位探测分析仪 |
| CN202168821U (zh) * | 2011-08-24 | 2012-03-21 | 北京身心康生物科技有限公司 | 中医经络检测仪 |
| CN107578396A (zh) * | 2016-07-05 | 2018-01-12 | 夏普株式会社 | 交互式图像处理装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114642837A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-21 | 江苏经纬技术创新咨询有限公司 | 一种基于智能导航的超声复合波助疗仪及其使用方法 |
| CN114642837B (zh) * | 2022-03-07 | 2023-08-15 | 江苏经纬知识产权运营有限公司 | 一种基于智能导航的超声复合波助疗仪 |
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