[发明专利]基于单目相机的非接触式针刺手法测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了基于单目相机的非接触式针刺手法测量装置及测量方法，由基于单目相机的非接触式数据采集平台、针刺操作平台和针刺手法量化分析显示平台组成；通过单目相机定标，获取视频序列，提取通道，分割通道图像得到圆盘区域和标示线区域，计算圆盘区域和标示线区域的几何参数，最后计算得到捻转、提插和摇摆参数。利用装有单目相机的数据采集平台，非接触式地、在不改变施针过程的情况下，实时采集针刺手法数据，可以对针刺手法的参数量化测量，测量真实准确。

技术领域

本发明属于针刺参数测量技术领域，涉及一种基于单目相机实现三维测量的非接触式针刺手法测量装置及测量方法。

背景技术

针灸是中华民族传统医学瑰宝，经历数千年的传承，是中医的重要组成部分，在我国现代医学体系中占有重要地位。并且，针灸在世界多国医学体系中的重要作用和影响正在积极提升。针灸治疗主要通过提插、捻转、补泻、循、弹、刮、摇、飞等各种针灸手法针刺身体穴位达到最佳临床疗效。各种手法之间相差细微，需要通过讲授者长时间的言传示范和学习者大量的临床实践才能体会并最终掌握各种基本针刺手法。

现代科学强调定量化测量，现代医学教育体系也不例外。对针刺手法的定量化测量一直是中医院校的工作要点之一。现已有多项专利旨在完成针刺手法的定量化测量，我们对其进行了仔细分析，发现以下问题：公开号为CN2433931Y的专利中提出了“针刺手法参数测定分析仪”，由于针刺过程为微小力下的变形，其过程中齿轮传动的误差对于数据的可靠性影响较大；授权号为CN2533851Y的实用新型专利提出了一种实时采集针刺手法的传感器，其因设计结构复杂从而显著增加了制造成本；公开号为CN1718179A的专利提出了“一种检测中医针刺手法的量化传感针”，其仅能测量提插及捻转手法，且检测到的分量信号相互干扰严重。

我们在前期的研究及与中医院校的针灸专家的讨论中发现，各种复杂的针灸手法都是由捻转、提插和摇摆三个基本动作组成。因此，对捻转、提插和摇摆三个基本动作的测量是针刺手法定量化的关键。

经过检索，现有技术其测量装置和方法都是接触式，通过测量装置和针灸针的接触实现行针时针灸针运动特性参数的测量，而针灸是一种精细运动，极易受到外界影响，从而改变运动特性，造成测量结果不准确。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于单目相机的非接触式针刺手法测量装置及测量方法，仅利用装有单目相机的数据采集平台，非接触式地、在不改变施针过程的情况下，实时采集针刺手法数据，可以对针刺手法的参数量化测量，测量真实准确。

本发明所采用的技术方案是，基于单目相机的非接触式针刺手法测量装置，由基于单目相机的非接触式数据采集平台、针刺操作平台和针刺手法量化分析显示平台组成；

所述基于单目相机的非接触式数据采集平台，由架体、带照明的顶板、相机、定标板、进针孔和底板组成；所述定标板的中心位置设置有圆形的进针孔；带照明的顶板设置在架体的顶部，定标板设置在架体的中部，底板设置在架体的底部；带照明的顶板为不透明板，中心位置设置有小孔；相机固定在带照明的顶板中心、位于进针孔的正上方，相机的镜头深入带照明的顶板中心的小孔，确保相机的焦平面与带照明的顶板的下沿平齐，相机的镜头中心和进针孔之间连线垂直于定标板，且相机的焦平面平行于定标板；相机与计算机连接；

所述针刺操作平台，由带标识的针刺针、硅胶块构成；硅胶块上表面与定标板的下表面紧密接触；带标识的针刺针由轻质、不易形变材料制作而成的圆盘、标示线和毫针构成，圆盘和毫针粘接在一起且垂直于圆盘；圆盘的上表面画有用于标记捻转角度的标示线；标示线为以圆盘圆心为起点的一条直线；圆盘为蓝色，标示线为红色；

所述针刺手法量化分析显示平台，由相互连接的计算机和显示器组成。

进一步的，所述架体由多根竖直设置且带刻度的立柱构成，每根上刻有相同的刻度，刻度精度为厘米。