基于电磁感应的中医针刺手法量化设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备，包括上位机，所述上位机通过USB数据线与单片机信号处理模块的数字信号输出端连接，所述单片机信号处理模块的模拟信号输入端通过导线与整流滤波模块的模拟信号输出端口连接，所述整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线与电磁感应信号采集模块的模拟信号输出端连接，所述电磁感应信号采集模块是由交流电源、连接在交流电源正负极之间的磁场线圈、感应磁场线圈磁场变化的感应线圈共同构成的，所述感应线圈的模拟信号输出端与整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线连接。本发明专利技术的有益效果是，器材简易，便携，实用，为针灸学习者提供一套可靠的量化标准。

Electromagnetic induction based quantification device for acupuncture manipulation in traditional Chinese Medicine

The invention discloses a TCM acupuncture manipulation quantizing device based on electromagnetic induction, including the upper computer, which is connected with the digital signal output of a single chip signal processing module through a USB data line, and the analog signal input of the signal processing module of the single chip microcomputer is simulated by a wire and a rectifier filter module. The analog signal input port of the rectifier filter module is connected with the analog signal output of the electromagnetic induction signal acquisition module. The electromagnetic induction signal acquisition module is a sense of change of the magnetic field loop between the AC power, the positive and negative poles of the AC power supply and the magnetic field of the induction magnetic field coil. The analog signal output terminal of the induction coil is connected with the analog signal input port of the rectifier filter module through a conductor. The invention has the advantages that the device is simple, portable and practical, and provides a reliable quantitative standard for acupuncture practitioners.

【技术实现步骤摘要】
基于电磁感应的中医针刺手法量化设备
本专利技术涉及中医教学设备领域，特别是一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备。
技术介绍
现在的中医教学中，针灸流传至今，没有明确的量化手法，都是通过历代中医经验由于传统针灸学是经历两千多年临床实践的归纳、演绎、推理、总结而形成的科学理论和经验，许多相关的理论和概念存在着科学内涵和外延不够明确，对理论、疾病认识、诊断及治疗、操作和疗效的定性、定量阐述都比较笼统，很难排除主观的印象，这些均影响了针灸的学术进步和发展，由于通常缺乏对机理的量化说明，较少从系统的角度描述各种生理过程，也无法保证实验结果的一致性与唯一性，故要采用现代的科学技术手段总结、分析针灸时针刺手法的特征，对针灸施针手法进行量化研究，从而为针灸治疗及教学提供科学依据已成为针灸研究领域的主要内容，也成为针灸研究的最前沿课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备。实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备，包括上位机，所述上位机通过USB数据线与单片机信号处理模块的数字信号输出端连接，所述单片机信号处理模块的模拟信号输入端通过导线与整流滤波模块的模拟信号输出端口连接，所述整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线与电磁感应信号采集模块的模拟信号输出端连接，所述电磁感应信号采集模块是由交流电源、连接在交流电源正负极之间的磁场线圈、感应磁场线圈磁场变化的感应线圈共同构成的，所述感应线圈的模拟信号输出端与整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线连接。所述上位机为安装有MATLAB软件的计算机。所述单片机信号处理模块采用msp430f5529单片机，单片机信号处理模块对放大滤波后的电流进行数模转换。所述整流滤波模块是型号为OP27GP的芯片。利用本专利技术的技术方案制作的基于电磁感应的中医针刺手法量化设备，通过电磁感应信号，利用现有的元器件，构造一个针灸环境，依据中医学针灸学相关手法理论，提出这种新型的对针灸中提插和扭转手法的量化方法，将著名专家的提插手法用电信号表示出来，器材简易，便携，实用，为针灸学习者提供一套可靠的量化标准。附图说明图1是本专利技术所述基于电磁感应的中医针刺手法量化设备的模块连接结构示意图；图2是本专利技术所述电磁感音信号采集模块的结构示意图；图3是本专利技术所述单片机信号处理模块的电路图；图4是本专利技术所书单片机的数据传输示意图；图中，1、上位机；2、单片机信号处理模块；3、整流滤波模块；4、电磁感音信号采集模块；5、交流电源；6、磁场线圈；7、感应线圈。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1-4所示，实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备，包括上位机1，所述上位机通过USB数据线与单片机信号处理模块2的数字信号输出端连接，所述单片机信号处理模块的模拟信号输入端通过导线与整流滤波模块3的模拟信号输出端口连接，所述整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线与电磁感应信号采集模块4的模拟信号输出端连接，所述电磁感应信号采集模块是由交流电源5、连接在交流电源正负极之间的磁场线圈6、感应磁场线圈磁场变化的感应线圈7共同构成的，所述感应线圈的模拟信号输出端与整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线连接。其中，所述上位机1为安装有MATLAB软件的计算机；所述单片机信号处理模块2采用msp430f5529单片机，单片机信号处理模块对放大滤波后的电流进行数模转换；所述整流滤波模块3是型号为OP27GP的芯片。本技术方案的特点是1)基于线圈的电磁感应原理，利用针灸针的介入，所引起的感应线圈中感应电压波形变化的量化手法。2)通过MATLAB提取实验针灸针引起的变化特征，形成与补针泻针等不同手法对应的量化指标，为中医针灸教学提供了一个考核平台。在本技术方案中，主要以电磁感应信号采集模块为核心，对针刺手法通过实验针灸针切割磁场所产生的波形进行采集，再经过放大滤波和单片机信号模块处理通过USB传输给上位机，用MATLAB软件对其波形进行显示，并分析具有不同针灸经验的针灸师志愿者的相同手法对应所产生的波形分析总结，在采集大量数据后，实现对针刺手法的量化，从而解决针灸教学和考核的标准问题，使我国优秀的传统针灸得以更好的传承。采集模块由两个同轴线圈和变压器组成，一个线圈通电产出磁场，另一个作为感应线圈，当实验针灸针运动时切割磁感线，感应线圈则产出相应的感应电压。放大滤波模块就是将采集模块产生的感应电压进行处理，放大电流，过滤杂波。单片机信号处理模块用msp430f5529对放大滤波后的电流进行数模转换，再通过USB串口传输上传给上位机。上位机模块需将单片机传输的信号通过MATLAB显示出其波形，实现对针刺手法的量化。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。如图2所示，为电磁感应信号采集部分，根据电磁感应定律，实验针灸针对线圈产生的磁场的介入，使感应线圈产生感应电压，针刺手法的快慢频率等直接影响了感应电压的变化，从而实现对针刺手法的量化。整流滤波模块简单，易懂，稳定，对采集模块所产生的电流滤波，使采集的波形稳定，消除干扰杂讯，并将其放大到单片机能够处理的范围最佳范围，使最终得到的采集数据更加稳定，有效的反应针刺手法的运动情况。MSP430单片机具有高速的运算能力，丰富的功能模块如多通道10－14位AD转换器，双路12位DA转换器，比较器，液晶驱动器，电源电压检测，串行口USART(UART/SPI)，看门狗定时器，多个16位、8位定时器(可进行捕获，比较，PWM输出)等。此模块主要用到其A/D转换和串口传输功能。此外此单片机是一个低功耗，且方便做便携设备，有利于此装置以后的推广应用。上位机是本技术方案的另一主要部分，前1-3模块均是硬件对针刺手法的信号采集部分，利用MATLAB对采集的波形的峰值点，并连成曲线波形，对具有不同针灸经验的针灸师志愿者的相同手法所对应的波形进行时域和频域的分析，并对实验所得的波形特征参数进行提取与分类。其中主要分析参数为频率、幅值、形状、脉宽等，通过大量专业人士实验所统计出的参数，确定各种针刺手法所对应参数的合理范围。当用于教学时，通过学生所针刺产生波形是否在相对应的参数范围内，从而确定学生手法是否标准，实现针刺手法的量化。上述技术方案仅体现了本专利技术技术方案的优选技术方案，本
的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本专利技术的原理，属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备，包括上位机(1)，其特征在于，所述上位机通过USB数据线与单片机信号处理模块(2)的数字信号输出端连接，所述单片机信号处理模块的模拟信号输入端通过导线与整流滤波模块(3)的模拟信号输出端口连接，所述整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线与电磁感应信号采集模块(4)的模拟信号输出端连接，所述电磁感应信号采集模块是由交流电源(5)、连接在交流电源正负极之间的磁场线圈(6)、感应磁场线圈磁场变化的感应线圈(7)共同构成的，所述感应线圈的模拟信号输出端与整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁感应的中医针刺手法量化设备，包括上位机(1)，其特征在于，所述上位机通过USB数据线与单片机信号处理模块(2)的数字信号输出端连接，所述单片机信号处理模块的模拟信号输入端通过导线与整流滤波模块(3)的模拟信号输出端口连接，所述整流滤波模块的模拟信号输入端口通过导线与电磁感应信号采集模块(4)的模拟信号输出端连接，所述电磁感应信号采集模块是由交流电源(5)、连接在交流电源正负极之间的磁场线圈(6)、感应磁场线圈磁场变化的感应线圈(7)共同构成的，所述感应线圈的模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿读艳，董嘉冀，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12