CN112349382A - 一种可视化简化针刺系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可视化简化针刺系统和方法，该系统包括体表影像采集设备，用于采集目标体表部位的影像；体表影像分析系统，用于分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标；数据库，存储有带三维定位标的腧穴定位，以及针刺信息；穴位定位系统，用于将体表影像分析系统得到的三维定位标与数据库中存储的带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型；针刺机械系统，根据输出的穴位定位图像和针刺信息进行针刺操作。针刺方法中采用体表解剖标志定位法及骨度分寸法对穴位进行定位，可以使得穴位定位精确。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体是一种可用于针灸的可视化简化针刺系统和方法。
背景技术
中医针灸传承数千年，针灸医者大多以传统人工操作方法为病人治疗，为保证疗效，穴位定位的准确性尤为关键。随着中医针灸被大众认可，甚至被世界肯定，很多普通大众也对针灸颇感兴趣，却难以学习、掌握、操作。现代科技飞速发展，传统针灸与现代科技结合其势必然。目前也有一些针灸的智能设备，终究因为智能取穴欠准确治疗效果差、器械体积偏大重量偏重而操作不便、设备昂贵等原因无法推广。
人体穴位容易受人体尺寸、体位、形体等影响，其分布多非线性，受医者经验影响大，但仍有规律可循。目前人体穴位分布的解决方法主要有3种：视觉技术、光学定位和专家经验。但是这些方法都存在着一些不足：视觉技术采用的是二维视觉测量结合图像处理，进行人工标志穴位定位，实时性差，并且应用场所局限；光学定位为模拟人眼得出物体的三维坐标以达到定位目的，但定位标靶和周围环境背景干扰大，定位精度被降低；专家经验是整合专家经验资料，但在实际应用中难以将这些经验转化成系统的规则。
发明内容
本发明解决了上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种可视化简化针刺系统和方法。
鉴于此，本发明采用的技术方案是：一种可视化简化针刺系统包括：
体表影像采集设备，用于采集目标体表部位的影像。
体表影像分析系统，用于分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标。
数据库，存储有带三维定位标的腧穴定位，以及针刺信息。
穴位定位系统，用于将体表影像分析系统得到的三维定位标与数据库中存储的带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型。
针刺机械系统，根据输出的穴位定位图像和针刺信息进行针刺操作。
基于以上系统，本发明还提供了一种可视化简化针刺方法，包括以下步骤：
步骤一，根据用户的选择从数据库中提取数据，所述数据包括针刺信息和带三维定位标的腧穴几何立体模型。所述针刺信息包括穴位名称、进针深度、角度和捻转得气方法。
步骤二，体表影像采集设备采集目标体表部位的影像。
步骤三，采用体表解剖标志定位法及骨度分寸法分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标。
步骤四，将目标体表的三维定位标与所述带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型。
步骤五，针刺机械系统根据步骤一所述针刺信息以及步骤四所述实时穴位定位图像进行针刺操作。
进一步，所述体表解剖标志定位法以人体解剖学和各种体表标志为依据来确定腧穴位置，包括以固定标志和/或活动标志作为取穴标志，来确定腧穴位置；所述骨度分寸法以骨节为标志，将两骨节之间的长度等量平分，用以确定腧穴位置。
更进一步，所述固定标志包括人体体表的五官、毛发、爪甲、乳头、脐窝、横纹线以及骨节、肌肉所形成的凸起和凹陷；活动标志包括关节、肌肉、皮肤、肌腱，随活动而出现的空隙、凸起、凹陷和皱纹。
在以上的方案中，所述步骤四中的实时穴位定位图像中的三维定位标可进行手动校正。
更具体地，所述步骤五具体操作如下：手持机械枪出针口至标识穴位附近，当机械枪移动至标有实时穴位定位图像作为背景的图像范围中时，系统将智能识别机械枪出针口位置图像，生成出针口定位标。可见图像中的出针口定位标随机械枪的移动而实时移动。当图像中该出针口定位标移动至与实时穴位定位立体几何模型上的穴位重合时，系统将提示穴位准确，可进行针刺操作。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1.通过三维立体分析得到目标体表的三维定位标，进一步生成三维实时穴位定位影像。
2.采用体表标志和骨度分寸定位均与人体解剖形态相关，不随患者性别、年龄、体型、体位等变化，使得穴位定位精确。
3.三维定位标及手动校正结合，使定位更准确。
4.针刺机械枪操作，弹击式针刺，痛感小。
5.机械枪针灸针安装以装弹式安装，10针一组，避免频繁换针，一组基本满足一种疾病一个部位的针刺需求。
6.疾病录入模式中，无需针灸医师，无中医针灸学历的其他科医师或者患者本人可随时随地的根据系统提示进行针灸穴位定位及使用机械枪进行针刺治疗。使针刺治疗疾病更方便、适用，便于推广。
7.数据库还可根据需要扩容，录入新的疾病治疗方案。
8.机械枪可接收穴位定位系统定位指令，进行针刺操作。也可作为便携式储针及针刺设备，针灸医师无需连接系统，直接用于疾病治疗，代替了传统的完整针刺操作中的手消毒、取针、持针、进针等操作，缩短操作时间，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的穴位定位软件的系统框图；
图2为本发明的流程图；
图3为针刺机械枪的操作流程图。
具体实施方式
本实施例1，一种可视化简化针刺系统包括：
体表影像采集设备，用于采集目标体表部位的影像。
体表影像分析系统，用于分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标。
数据库，存储有带三维定位标的腧穴定位，以及针刺信息。
穴位定位系统，用于将体表影像分析系统得到的三维定位标与数据库中存储的带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型。
针刺机械系统，根据输出的穴位定位图像和针刺信息进行针刺操作。
由体表影像分析系统、数据库、穴位定位系统等构成了穴位定位软件，系统图参见图1。
通过采集目标体表部位的影像，三维分析后确定该部位穴位分布。根据疾病预设方案，给出标识有针刺方案穴位组的实体影像。
数据库预设录入人体7大部位的常用腧穴定位，及该部位上20种常见疾病的针刺方案。7大部位包括：颈项、肩部、上肢、腰部、腹部、臀部、下肢。20种疾病包括：颈椎病、颈肌劳损、落枕、肩周炎、冈下肌腱炎、网球肘、腰椎间盘突出症、腰肌劳损、急性腰扭伤、坐骨神经痛、臀上皮神经炎、股四头肌肌腱炎、膝关节炎、急性踝关节扭伤、失眠、胃肠炎、便秘、痛经、月经不调、前列腺炎。该数据库中常用腧穴的穴位信息包括穴位部位、定位规则(参考2006年版国家标准《腧穴名称与定位》)及由基本三维定位标组成的几何模型。
各部位的具体的三维定位标包括：1)颈部：后发际线(两端及中点)、第七颈椎棘突；2)肩部：肩锋、腋前纹头、腋后纹头、肩胛内侧缘；3)双上肢：肘横纹(两端及中点)、腕横纹(两端及中点)、尺骨鹰嘴喙突；4)：腰部：腰椎棘突中线、肩胛内侧缘线、髂后上棘、腰眼；5)：腹部：乳头、肚脐、耻骨上缘；6)臀部：股骨大转子体表投影点、尾骨末端、臀横纹；7)双下肢：髌骨下缘、胫骨内侧髁下缘、腘横纹、外踝尖、内踝尖。上述的三维定位标中，颈部的后发际线包含有后发际线左端、右端及中点的三个定位标，与第七颈椎棘突构成了颈部的四个定位标，用于颈部穴位定位。上肢的肘横纹与腕横纹分别包含外侧端、内侧端、中点三个定位标与尺骨鹰嘴喙突共同构成上肢的三维定位标，用于上肢定位。
在此基础上，系统将单独录入针刺机械枪形态识别单元，对进入图像视野的机械枪形态物品，自动识别其机械枪出针口位置图像，生成出针口坐位标。
在解剖位置相对固定的前提下，三维定位标之间的空间相互关系构成了七大部位的几何立体模型，依据穴位定位规则，各穴位均可在该立体几何模型上定位。因此，该几何模型可为单个穴位的几何立体模型，也可为一组穴位的几何立体模型。
参见图2，一种可视化简化针刺方法包括以下步骤：
步骤一，根据用户的选择从数据库中提取数据，所述数据包括针刺信息和带三维定位标的腧穴几何立体模型。
步骤二，体表影像采集设备(摄像头)打开，采集目标体表部位的影像。
步骤三，采用体表解剖标志定位法及骨度分寸法分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标。
步骤四，将目标体表的三维定位标与所述带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型。
步骤五，针刺机械系统根据步骤一所述针刺信息以及步骤四所述实时穴位定位图像进行针刺操作。
步骤三中三维定位标主要依据体表解剖标志定位法及骨度分寸法进行确定。体表解剖标志定位法是以人体解剖学和各种体表标志为依据来确定腧穴位置的方法。分为两种：固定标志、活动标志。固定标志指利用人体体表的五官、毛发、爪甲、乳头、脐窝、横纹线以及骨节、肌肉所形成的凸起和凹陷等作为取穴标志。活动标志是指利用关节、肌肉、皮肤、肌腱，随活动而出现的空隙、凸起和凹陷、皱纹等作为取穴标志。骨度分寸法是指主要以骨节为标志，将两骨节之间的长度折量为一定的分寸(等量平分)，用以确定腧穴位置的方法。
腧穴定位方法中体表标志和骨度分寸定位均与人体解剖形态相关，不随患者性别、年龄、体型、体位等变化，较其他定位方法更恒定、明确。故体表标志及骨度分寸的骨节标志作为三维定位标最为恰当及精确。通过对七大部位常用腧穴定位数据整理后，优选出具有解剖位置稳定、特征明显等特点的三维定位标。各部位至少三个定位标使穴位定位准确。
参见图2，步骤一中用户的选择包括单一穴位进入和疾病病种进入两种方式。
单一穴位进入时：录入所选穴位，系统则从数据库中将该穴位所在部位的由三维定位标组成的几何立体模型显示出来并打开摄像头。语音或者文字提示将患者穴位所在部位的正确方位及范围置于摄像头下，摄像头采集体表特征影像，识别人体三维定位标，与预设的几何立体模型重合，生成实时的具有三维定位标的穴位定位图像，实现穴位定位。
疾病病种进入时：录入疾病名称，系统调取预设的针刺穴位方案，该穴位方案中以部位分组。系统按部位顺序依次提示将患者对应部位的方位及范围纳入影像采集的预设模型图像中，识别人体三维定位标，与预设的几何立体模型重合，生成实时的具有三维定位标的穴位定位图像，实现穴位定位，并生成实时穴位定位立体几何模型。
在进行穴位定位时，还可以进行手动校正：系统智能识别的三维定位标有可能因为患者姿势、体位、光线、肢体完整度等原因有偏差，故必要时可手动触屏调整三维定位标，使定位更准确。根据疾病选择，预设的针刺方案穴位将重点显示。
参见图3，确认针刺穴位的针刺方案后，针刺信息将传送到机械枪，该信息包括穴位名称、进针深度、角度、捻转得气方法。
手持机械枪出针口至标识穴位附近，当机械枪移动至标有实时穴位定位图像作为背景的图像范围中时，系统将智能识别机械枪出针口位置图像，生成出针口定位标。可见图像中的出针口定位标随机械枪的移动而实时移动。当图像中该出针口定位标移动至与实时穴位定位立体几何模型上的穴位重合时，系统将提示穴位准确，可进行针刺操作。
机械枪安装有适宜规格的一次性使用针灸针，针灸针安装为装弹式安装，10针一组。针灸针以10针一组并列方式安装在出针管旁的装针装置(出针管下方或后方均可，针体与出针管平行)中。该装针装置是一组并列的环形卡针宽链条(只接触针柄上段末端3mm左右)。
出针准备时，链条转动到出针管，移动一颗针到出针管的出针槽中，出针槽卡住针柄下段，链条自动离开时，出针槽上方则露出针柄3mm，方便弹击时用力。发出出针指令时，弹力系统用弹击针柄末端的方式射击出针。其中出针槽分针柄部分和针身部分，针柄部分与针只有针柄下段接触，针身部分不与之接触，保持无菌。
针刺操作分为针刺破皮及调整针刺深度。针刺破皮：机械枪针身90°垂直皮肤进行弹击式射击，深度为破皮肤进针3-5mm。针刺深度：系统提示针刺深度范围，选择适宜深度，机械枪调整针深至相应深度。逐一穴位，完成针刺操作。
Claims (9)
1.一种可视化简化针刺系统，其特征在于：包括
体表影像采集设备，用于采集目标体表部位的影像；
体表影像分析系统，用于分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标；
数据库，存储有带三维定位标的腧穴定位，以及针刺信息；
穴位定位系统，用于将体表影像分析系统得到的三维定位标与数据库中存储的带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型；
针刺机械系统，根据输出的穴位定位图像和针刺信息进行针刺操作。
2.根据权利要求1所述一种可视化简化针刺系统，其特征在于：还包括人机交互系统，用于用户选择进入模式，以及进行实时穴位定位图像的显示。
3.根据权利要求1或2所述一种可视化简化针刺系统，其特征在于：所述针刺机械系统的机械枪出针口的位置图像将被系统识别，生成出针口定位标，图像中出针口定位标与实时穴位定位立体几何模型中目标穴位重合后，提示进行针刺操作。
4.利用权利要求1-3任一项所述系统的可视化简化针刺方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据用户的选择从数据库中提取数据，所述数据包括针刺信息和带三维定位标的腧穴几何立体模型；
步骤二，体表影像采集设备采集目标体表部位的影像；
步骤三，采用体表解剖标志定位法及骨度分寸法分析目标体表骨性标志物及目标体表基本信息，识别目标体表的三维定位标；
步骤四，将目标体表的三维定位标与所述带三维定位标的腧穴几何立体模型进行匹配，如果重合，则生成具有三维定位标的实时穴位定位图像及实时穴位定位立体几何模型；
步骤五，针刺机械系统根据步骤一所述针刺信息以及步骤四所述实时穴位定位图像进行针刺操作。
5.根据权利要求4所述可视化简化针刺方法，其特征在于：所述针刺信息包括穴位名称、进针深度、角度和捻转得气方法。
6.根据权利要求4或5所述可视化简化针刺方法，其特征在于：所述体表解剖标志定位法以人体解剖学和各种体表标志为依据来确定腧穴位置，包括以固定标志和/或活动标志作为取穴标志，来确定腧穴位置；所述骨度分寸法以骨节为标志，将两骨节之间的长度等量平分，用以确定腧穴位置。
7.根据权利要求6所述可视化简化针刺方法，其特征在于：所述固定标志包括人体体表的五官、毛发、爪甲、乳头、脐窝、横纹线以及骨节、肌肉所形成的凸起和凹陷；活动标志包括关节、肌肉、皮肤、肌腱，随活动而出现的空隙、凸起、凹陷和皱纹。
8.根据权利要求7所述可视化简化针刺方法，其特征在于：所述步骤四中的实时穴位定位图像中的三维定位标可进行手动校正。
9.根据权利要求4或5或7或8所述可视化简化针刺方法，其特征在于：所述步骤五具体操作如下：手持机械枪出针口至标识穴位附近，当机械枪移动至标有实时穴位定位图像作为背景的图像范围中时，系统将智能识别机械枪出针口位置图像，生成出针口定位标，可见图像中的出针口定位标随机械枪的移动而实时移动，当图像中该出针口定位标移动至与实时穴位定位立体几何模型上的穴位重合时，系统将提示穴位准确，可进行针刺操作。
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