CN2039017U - 舌色测定仪 - Google Patents

Abstract

本新型是一种用于中医舌诊客观化的舌色测色仪器。除了解决一般测色比色仪测头小型化问题外，采用了导光型光纤传感测头的特殊结构，使测头外形尺寸为Φ24×150毫米，测量直径为Φ5毫米。仪器光学系统设计的简单有效，除成本低廉外，还与光纤配合获得最佳能量的利用和传送条件，使光、电、计算机有机地结合为一体。仪器结构上打破了传统的积分分光测色比色的模式，除了按程序自动采样外，还可使测试时间缩短到2秒左右，并具有较高的稳定性，满足了科研及临床上的要求。

Description

本发明是一种用于中医舌诊客观化的舌色测色仪器。舌诊是祖国医学中重要的诊断手段之一，但中医的舌诊望诊一直采用肉眼观察，对周围环境、照明观察条件等没有严格规定，再加上人的主观因素，往往对同一舌质颜色会得出不一致的观察结果。因此，长期以来舌诊客观化一直是中医界十分关注的问题。另外人的舌色中含有极为丰富的信息，用肉眼观察只能得到宏观的印象，在临床诊疗过程中，很多细微的变化不易观察到。通过仪器测试则可获得舌色的详细数据，对临床诊断疾病、辩证论治、指导临床用药起到积极作用。采用仪器测试舌色是将现代化科学技术，特别是现代光学和电子学技术与传统的中医医学相结合的边缘科学。中医舌诊的客观化、微观化对进一步发扬祖国中医医学遗产，丰富舌诊内容，提高中医诊病辩证水平具有重大意义。

当今国内外研制生产的测色比色仪器不下数十种，但用于测定舌色的仪器尚不见问世，而本发明正填补了这一空白。

现有的测色比色仪如果用于测量舌色，则存在许多无法解决的问题，例如：1、测头外型尺寸太大（φ60×180）测量直径大于φ20mm，而舌诊临床要求测试舌面的直径小于或等于φ5mm。2、测头采用直流伺服电机连续转动动态采样，这种采样方式不仅造成测试误差大，同时有噪音，有微振动，也不能满足舌诊使用要求。3、作为接触式测量舌色的测头要考虑消毒问题，即测试时测头与舌面接触可靠，又要考虑拆卸方便，但是现有仪器不能满足这一要求。4、测试结果的表示均采用国际通用的CIE1976（L^*a^*b^*）表色系，其虽有丰富的颜色信息，但不明了，因此要求能打印出淡白舌、淡红舌、红舌等多种“参考舌色”的结论，同时保留L^*a^＊b^＊表色系数据，以便医生作微观临床观察和深入研究使用。目前日本DENSHOKU株式会社生产的CP6R－1001DP色差计，日本MINCLTA公司生产的CR－100型色度计，西德BYK公司生产的Cot.NOS4311－4450颜色一光泽计及国内生产的Tc－Pz全自动测色色差计等便携式测色比色仪等等，这些仪器均存在以上问题，不能作舌色测色用。

舌色测定仪是一种模拟中医大夫的眼睛对颜色进行定量描述的仪器。仪器测定结果必须与人眼目视结果相一致，所以颜色测量必须以眼睛的功能为基础。可见光谱的全部颜色都可看成是“红”“绿”“兰”三原色组成的，颜色可由人的眼睛和脑所感受，人眼内有三种视维细胞，对三原色“红”“绿”“兰”有三种响应。可以用三个刺激值“X”“Y”“Z”来代表人眼的这三种响应。舌色测色仪是光电积分测色仪器的一种，它用仪器内部的标准光源照明，直接测得物体色的三刺激值。我们知道不同时相的日光和人工光源有不同的光谱功率分布，在它们的照射下，物体的表面呈现略为不同的颜色。因此必须约定在某些具有代表性的光源下标定物体的颜色。本仪器所用光源为钨丝灯近似标准光源A，色温2856K，经滤光片组修正后达到色温6504K的D65标准照明体的观察结果。仪器所用的接收元件是硅兰光电池。

下面就仪器的结构原理做一介绍，附图1为光学系统和控制系统示图，图2为光纤传感测头示图。

附图1：光源（2）发出的光以及反光碗（1）的反射光作为入光通过隔热玻璃（3）（隔绝大部分红外光）照射到非球面聚光镜（4）上，经非球面聚光镜聚合后通过光学透镜组（5）进一步聚焦，使得灯丝成像通过步进电机（6）带动的装有Z、X₁、X₂、Y滤光器（8）的转盘（9），传至入光光导纤维联接座（11）的中心。转盘（9）上沿园周每隔90°装有一组园形滤光器（8），顺序是Z₁、X₁、X₂、Y。当步进电机（6）带动转盘（9）转动时，每组滤光器的中心都能依次转到与光轴重合的位置，这时光源发出的经过聚焦的光将透过滤光器照射在入光光纤联接座（11）的中心。步进电机（6）通过齿轮对（7）与转盘（9）啮合。步进电机驱动器（16）按一定的节拍给步进电机的各个绕组通电，使其一步一步转动，此节拍由单板机（21）控制，每个滤光器的中心转到与光轴重合的位置时步进电机停止转动，因为这时到位光电对管（10）给“滤光器到位信号发生器”（18）发送信号。它的原理是在转盘（9）上开4条窄缝，每个滤光器一旦和光轴重合，光电对管（10）便通过窄缝接通，发送信号。以便使光透过，完成一次光电转换（光路要通过测量探头以后），尔后通过放大器（20）模数转换器（19）将数据存入单板机（21）。滤光器转动的顺序是Z、X₁、X₂、Y。始位光电对管（15）及挡板（14）的作用是提供单板机采样的第一个值（即Z），当“滤光器起始位置检测器”（17）未检测到起始位置时，它将封锁“滤光器到位信号发生器”（18），即使滤光器到位，单板机也不采样。因为这时到位的滤光器顺序肯定不对。将挡板（14）放在“Z”滤光器一边的位置上，通过始位光电对管（15）的变化，即可发送始位信号。入光从联接座（11）传出后通过入光联接头（35）传入光纤传感测头部分（如图2）。入光光导纤维的出光端置有一组双胶合透镜组（25）和调焦垫圈（26），使光束聚调焦后成为近似的平行光，并将光束照明限制在小于φ5的直径内。这就是测定舌色的面积。测量时舌色接触消毒罩（22），舌面的漫反射光由沿园周排列均匀的十分叉出光光导纤维（29）接收经过出光联接头（36），传至出光光导纤维联接座（12），即与光电池（13）实现耦合，实行光电转换，单板机便可接收此信号。入光光导纤维（30）与出光光导纤维（29）装入同一蛇皮管（34）内，并与双胶合透镜组（25）、调焦垫圈（26）、十分叉出光光纤及测头外壳等部分构成光纤传感测头。因为测量时测头要与舌面接触，为了便于消毒，在传感测头顶端装有易拆卸的消毒罩（22）此罩中心开有直径为5毫米的园孔。传感测头的外形尺寸为φ27×150毫米。

下面简述本仪器的实施。将加工好的两根光导纤维，即入光的石英光导纤维和出光的十分叉玻璃光导纤维装入金属蛇皮管（34）以及加工好的测头外壳（31）内。首先将入光光纤（30）用螺钉紧固在测头中心的固座压块（28）上，压块的前端装入双胶合透镜组（25），选择合适的调焦垫圈（76）使发散光经透镜组后成为近似的平行光，然后用螺纹压圈（24）将透镜压紧。再将十分叉光纤（29）分别放入固座压块的10个园柱孔中，这10个园柱孔分布与中心成45°的锥面。十分叉光纤在蛇皮管连接处合为一束。装调好后用万能胶水固定。在测头的尾部用紧固环（32）弹簧环（33）将内装两根光导纤维的蛇皮管（34）与测头外壳（31）紧固。固座压块（28）用压紧块（27）固定在测头外壳（31）上。在测头的前面镶上0.25毫米厚的保护玻璃，（防止舌津液及哈气浸入光导纤维），然后压上可卸消毒罩（22）。入光联接头（35）和出光连接头（36）在加工光导纤维时，已固定好。

仪器的光源（2）为12V、50W卤钨灯。反光碗（1）为内镀金属反光膜的球面反射镜。将卤钨灯置于非球面聚光镜（4）的焦平面上，并处于反光碗（1）的球面中心，光源与非球面聚光镜中间，放置隔热玻璃（3）（XRB₁）一块，位置尽可能靠近非球面聚光镜（4），以免太热玻璃炸裂。在非球面透镜后放入光学透镜组（5）调节此透镜组的前后位置，使光源（2）的灯丝成像在入光联接座的中心。步进电机（6）与滤光器转盘（9）用齿轮对（7）啮合，滤光器转盘（9）的上、下端装有滚动轴承，以保证转动光滑平稳。四组滤光器（8）用以模拟人眼视觉而匹配，均需符合卢瑟条件。转盘外支架上装有两对光电对管，即到位光电对管（10）与始位光电对管（15），在靠近转盘（9）外缘每个滤光器之间开有狭缝，以便使光电对管接通，传送信号。将硅兰光电池S1337－66BR（B）装于出光联接座（12）的光器上，以便接收出光的测量信号，光电池的输出与与放大器连接。本仪器所用的单板机采用Z80，编有计算程序，光电池的输出信号经放大后通过模数转换便送入内存并进行计算。

使用本仪器时，首先将入、出光联接头（35）、（36）接至仪器箱上的入、出光联接座（11）、（12），并接上电源。将仪器预热30分钟左右，仪器内光源的色谱逐渐稳定，这时仪器即可开始工作。首先用调零黑罩罩住测头，按动调零键，仪器自动将调零值送入单板机。然后用标准白板罩罩住测头，按动调标准键，仪器又将调标准值送入单板机。经标定的标准白板三刺激值已予先存入单板机。按下列公式求出归化系数Kx.Ky.Kz。

Kx＝ (X)/(Xs－Xo) Ky＝ (Y)/(Ys－Yo) Kz＝ (Z)/(Zs－Zo)

其中：X.Y.Z为标准白板标定的三刺激值。

Xo.Yo.Zo为仪器调零值。

Xs.Ys.Zs为仪器调标准值。

仪器测量时，将测头罩罩上消毒罩，接触舌面，按动测量键，仪器便将测量值，Xm.Ym.Zm送入单板机，然后分别与Kx.Ky.Kz相乘，即可得出被测舌的三刺激值，再按照色度坐标公式和CIE1976（L^＊a^＊b^＊）表色公式，由单板机计算出其它色度参数，据此判断出舌质的颜色，并由针式打印机输出结果。

附图2做为说明书摘要附图

本仪器解决了舌色测色仪测头小型化问题，使舌质颜色用仪器测试成为可能，使几千年来舌诊的主观诊断客观化，为中医事业的深入发展提供了手段。在仪器测头小型化的同时，在结构上满足CIE和GB所颁布的测色标准和规定。仪器光学系统设计的简单有效，除成本低廉外，还与光纤配合获得最佳能量的利用和传送条件，使光、电计算机有机地结合为一体。仪器结构上打破了传统的积分法分光测色比色的模式，除使采样按程序自动化进行外，还可使测试时间缩短到2秒左右。由于测头采用两条1100毫米长光纤做为光能信号的传送，所以测头移动自如，操作方便，并具有较高的稳定性，满足了科研及临床上的要求。

Claims (5)

1、舌色测定仪，具有光源(2)、非球面聚光镜(4)、光学透镜组(5)、步进电机(6)、滤光器(8)、双胶合透镜组(25)、调焦垫圈(26)、光导纤维(29)(30)、单板机(21)等，其特征是光源(2)发出的光经非球面聚光镜(4)及光学透镜组(5)聚焦后，通过由步进电机(6)带动的装有Z、X₁、X₂、Y滤光器(8)的转盘(9)传至入光光导纤维联接座(11)的中心，入光光导纤维(30)的出光端置有一组双胶合透镜组(25)，光束经调焦垫圈(26)调焦后成为近似的平行光，并将光束照明限止在小于Φ5毫米的直径内，舌面的漫反射光由沿园周排列均匀的十分叉出光光导纤维(29)接收，传至出光光导纤维联接座(12)。

2、按照权利要求1所述的舌色测定仪，其特征是在所述的转盘（9）上沿园周每隔90°装有一组园形滤光器，顺序是Z、X₁、X₂、Y。

3、按照权利要求1所述的舌色测定仪，其特征是入光光导纤维（30）与出光光导纤维（29）装入同一蛇皮管（34）内，并与双胶合透镜组（25）、调焦垫圈（26）、十分叉出光光纤及测头外壳等部分构成光纤传感测头。

4、按照权利要求1或3所述的舌色测定仪，其特征是所述的光纤传感测头的外型尺寸为φ24×150毫米。

5、按照权利要求1或3所述的舌色测定仪，其特征是在所述光纤传感测头的顶端装有易拆卸的消毒罩（22），此罩中心开有直径为5毫米的园孔。