[发明专利]利用多传感系统检测针灸技法的装置及相应的方法

权利要求书

1.一种利用多传感系统检测针灸针法的装置，其特征在于：包括第一上位机、深度摄像头和通过第一载体安装在施针者同一只手上的第一压电传感器、第二压电传感器、第一～第三陀螺仪、第一微控制器、第一通信模块；

所述第一压电传感器位于施针者中指/食指的指肚处，第一陀螺仪位于施针者中指/食指的第二关节处，第二压电传感器位于施针者大拇指的指肚处，第二陀螺仪位于施针者大拇指的上关节处，第三陀螺仪位于施针者的腕关节处；

所述第一压电传感器、第二压电传感器和第一～第三陀螺仪的输出端均与第一微控制器的输入端相连，所述第一微控制器包括第一模数转换器和第一片上缓存器，第一片上缓存器的输出端通过第一通信模块与第一上位机的输入端相连；

所述深度摄像头与第一上位机的图像信号输入端相连，第一上位机内置有与深度摄像头匹配的图像软件。

2.根据权利要求1所述的利用多传感系统检测针灸针法的装置，其特征在于：所述第一载体是医用手套或者医用胶带。

3.根据权利要求1或2所述的利用多传感系统检测针灸针法的装置，其特征在于：所述第一压电传感器、第二压电传感器的输出端分别通过第一电荷放大电器、第二电荷放大电器与第一微控制器的输入端相连。

4.一种利用多传感系统检测针灸针法的方法，采用权利要求1-3任意一项所述的利用多传感系统检测针灸针法的装置来实现，其特征在于：该方法按照以下步骤顺序进行：

一、施针者施针时，第一压电传感器、第二压电传感器分别对应产生与中指/食指、大拇指的捻转力度、拔插力度成正比例的电荷，并输出至第一微控制器；同时，第一陀螺仪和第二陀螺仪分别对应采集中指/食指、大拇指指节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；第三陀螺仪采集腕关节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；

在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至上位机；

二、第一微控制器利用自身包含的第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；

三、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至第一上位机；

四、第一上位机利用内置的图像软件重现施针图像；

五、结合施针图像以及第一上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间。

5.一种利用多传感系统检测针灸技法的装置，其特征在于：包括上位机、针法检测装置和灸法检测装置；其中，

①针法检测装置

所述针法检测装置包括深度摄像头和通过第一载体安装在施针者同一只手上的第一压电传感器、第二压电传感器、第一～第三陀螺仪、第一微控制器、第一通信模块；

所述第一压电传感器位于施针者中指/食指的指肚处，第一陀螺仪位于施针者中指/食指的第二关节处，第二压电传感器位于施针者大拇指的指肚处，第二陀螺仪位于施针者大拇指的上关节处，第三陀螺仪位于施针者的腕关节处；

所述第一压电传感器、第二压电传感器和第一～第三陀螺仪的输出端均与第一微控制器的输入端相连，所述第一微控制器包括第一模数转换器和第一片上缓存器，第一片上缓存器的输出端通过第一通信模块与上位机的输入端相连；

所述深度摄像头与上位机的图像信号输入端相连，上位机内置有与深度摄像头匹配的图像软件；

②灸法检测装置

所述灸法检测装置包括第二微控制器、第二通信模块、针灸瓶和第二载体；

所述针灸瓶的内壁的下部设置有至少一个压力传感器和至少一个CO₂传感器，针灸瓶瓶口的内壁设置有至少一个湿度传感器；

所述第二载体上设置有至少四个呈圆形分布的热敏电阻；

所述压力传感器、CO₂传感器、湿度传感器和热敏电阻的输出端均与第二微控制器的输入端相连，第二微控制器包括第二模数转换器和第二片上缓存器；

所述第二片上缓存器通过第二通信模块与上位机的输入端相连。

6.一种利用多传感系统检测针灸技法的方法，采用如权利要求5所述的利用多传感系统检测针灸技法的装置实现，其特征在于：该方法包括针法检测方法和灸法检测方法；

其中，针法检测方法按照以下步骤顺序进行：

P1、施针者施针时，第一压电传感器、第二压电传感器分别对应产生与中指/食指、大拇指的捻转力度、拔插力度成正比例的电荷，并输出至第一微控制器；同时，第一陀螺仪和第二陀螺仪分别对应采集中指/食指、大拇指指节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；第三陀螺仪采集腕关节的角度数据和加速度数据并输出至第一微控制器；

在上述过程进行的同时，深度摄像头实时采集施针者施针过程的图像信息，并发送至上位机；

P2、第一微控制器利用自身包含的第一模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第一片上缓存器缓存；

P3、第一片上缓存器将缓存的数据通过第一通信模块发送至上位机；

P4、上位机利用内置的图像软件重现施针图像；

P5、结合施针图像以及上位机从第一片上缓存器收到的数据，获得施针过程中任意时刻手指的捻转力度、拔插力度、加速度和角度，腕关节的角度和加速度，同时获得施针过程中，任意患处的施针时间；

灸法检测方法按照以下步骤顺序进行：

S1、使用时，将第二载体放置于患处，将针灸瓶的瓶口朝向患处放置于热敏电阻围成的圆内；

S2、热敏电阻实时检测患处的温度，并将测得的温度数据输出至第二微控制器；同时压力传感器、CO₂传感器分别实时检测针灸瓶内的压力和CO₂浓度，并将测得的压力数据和浓度数据输出至第二微控制器；湿度传感器实时检测针灸瓶瓶口的湿度，并将测得的湿度数据输出至第二微控制器；

S3、第二微控制器利用自身包含的第二模数转换器将收到的所有数据转换成数字信息并输出至第二片上缓存器缓存；

S4、第二片上缓存器将缓存的数据通过第二通信模块发送至上位机；

S5、上位机将收到的数据处理，获得针灸瓶内气压、湿度、CO₂浓度随时间变化的数据，同时获得患处温度分布随时间变化的数据。