经络穴位具有的低阻抗特性研究-人工改重

发布日期:2022-04-24 10:59:25


  随着社会经济不断的发展和物质生活水平不断的提高,当代人把自身的健康看得越来越重要。当身体出现疾病时,人们首先想到利用西医药物治疗疾病,西医药物虽然可以在较短时间内减缓病症,然而西医药物的副作用是避免不了的缺点之一。近些年随着对中医理论研究的不断深入,针灸得到越来越多人的认可。进行针灸首先要做的是对经络穴位的确定,人体肌肤表面分布着几百个重要的经络穴位,每个经络穴位都有其相应的名称、位置及几何特性。虽然国家标准对人体经络穴位的名称和位置进行了详细的标准化定义,然而经络穴位位置的确定长期以来并没有科学的测量方法和检验标准,这会对后续针灸下针带来了很大的影响,因此经络穴位位置的确定就成为了亟待解决的重要问题[1]。


  传统的经络穴位位置的确定是根据经络理论的长期实践经验,通过对穴位的观测、触摸、挤压等手段,发现人体经络穴位处皮肤变化的异常反应,进而大致判断出穴位的位置[2]。由于人体体征差异比较大,就会导致经络穴位的定位精确不高,对于针灸下针带来障碍。人体经络穴位处的低阻抗特性已经在大量的科学实验和临床研究中得到比较可靠的证实,其中多数是以十二经原穴作为其研究的对象,通过实验研究表明,实验结果确实能比较好地反映人体经络脏腑的虚实变化、精气平衡调节[3]。因此人体肌肤表面的阻抗测量对经络穴位位置的确定具有很好的应用意义。


  通过人体肌肤表面的经络穴位的测量定位,以便于开展人体经络穴位理论的研究。此外基于现代科学技术的临床检测手段,其操作简便易行、检测结果精确可靠,可以广泛应用于临床检测,作为中医"望、闻、问、切"的有效补充。目前国内利用人体穴位低电阻特性进行检测的设备比较少,精度较差且价格比较昂贵。这些已经成为经络穴位低电阻特性测定发展中的瓶颈,阻碍了经络理论的进一步发展。因此开展经络穴位低阻抗特性的研究,特别是从电信息的角度开展经络穴位特性方面的研究,对中医经络穴位位置的临床诊断具有重要的意义,同时也为中医经络理论的深入研究提供了重要的参考[4]。


  1.2国内外研究现状


  在长期的实践中,国内外对经络穴位具有的低阻抗特性进行了大量的研究,研究结果表明人体经络穴位的低阻抗现象是客观存在的。


  国内对于经络穴位的定位基本上是通过中医实践和现代科学技术测量两个方面,中医实践方面历史悠久,几千年以前,我们祖先就已经知道人体肌肤表面上有许多特殊的感痛点。著名的《黄帝内经》就已经记载了160个穴位名称,此外湖北省博物馆的镇馆之宝——明代针灸穴位铜人,就是古人用针灸铜人来表示和确定经络穴位的位置,使经穴穴位更为形象化、直观化[4]。我国古代医学家在长期实践过程中对经络穴位特性进行了大量研究,形成了一套具有中国特色的经络理论体系。现代科学技术测量方面,主要是通过人体穴位和非穴位处具有不同的物理特性为出发点,通常的方法有红外线热成像测量法、经络穴位的电阻抗测量法、放射性物质追踪法,3D图像测量法等,这些方法从不同的角度也验证了人体经络穴位是客观存在的。杨威生、张人骥等人通过使用四电极法测量人体穴位阻抗,实验中使用一定频率的正弦交流电作为激励信号,测出了在同一水平面人体皮肤下电阻呈有规律性的差别,发现在健康人体体表浅层存在着低电阻带[5][6]。周康瑜,李俊辉,李继勋等人使用直流电源对参与实验的正常人和白血病患者的经络穴位进行研究,实验结果证实了正常人和白血病患者的穴位阻抗存在着差异,对白血病有无的临床诊断提供了一种比较好的方法[7]。。王淑友、张栋等用红外热成像图方法和体表电阻测量法对20只家兔左、右内关穴和各穴旁1cm处的温度和电阻进行测量。实验数据结果表明各穴位与穴位旁开的温度有着较大统计学差异,穴位与非穴位处的电阻值也有比较大的差别[8]。


  国外最早的经络穴位的测量主要是借助现代科学测量技术,德国医生Croon使用一定频率的交流电作为信号源,利用简易示波器显示测量的皮肤导电性指标。他发现了人体肌肤表面存在一系列特殊的低阻抗位置[9]。其助手则对人体肌肤表面的特殊点的导电特性在不同实验条件下进行了长期大量研究,得到了关于人体肌肤表面特殊点的大量实验数据。在博士论文中他给出了几十多张实验曲线和图表,证明了在人体皮肤特定部位具有高导电性和高电容的特性,而这些特殊部位及其连接处的分布与人体经络的分布非常相似[10]。日本科学家中古义雄通过自己的研究发现了经络穴位低阻抗特性的现象,实验中他以干电池作为测量电源,让被检测者用手握住电源的一极,另一极则放在被检测者皮肤的其他部位,他通过观察电流表上的指针的变化情况,发现人体肌肤体表面存在着电阻小、直流电容易通过的系统[11]。美国科学家Wulfsohn利用微小直流电的测量方法在正常人穴位和经络线两点间测量阻抗数据,通过研究获取的数据,证实人体穴位和非穴位点的阻抗数据有着非常显著统计学特性差异[12]。美国科学家Reichmani则利用电桥平衡的方法比较精确的测量人体皮肤表面穴位处的电阻抗,发现人体穴位的导电性明显高于非穴位处的导电特性[13]。美国科学家Kaslow利用多种常用的经络探测仪对人体穴位处进行测量,根据数据结果分析后,他给出了在较高电压和较重压力下人体肌肤穴位处具有高重复性低阻抗特性的结论[13]。

经络穴位具有的低阻抗特性研究-人工改重(图1)

  1.3论文的主要工作及内容安排


  1.3.1主要工作


  论文对基于嵌入式平台的经络穴位检测进行了分析与研究,首先分析了肌肤阻抗的简化模型以及测量条件,利用高精度的阻抗测量模块获取原始的数据利用测量模块AD5933的片上DSP进行DFT处理,微控制器通过控制接口获取测量的阻抗值,之后将测量的数据通过wifi模块上传到上位机进行可视化显示。本文在完成简化模型的基础上,完成经络穴位检测系统的设计和搭建,并在系统功能和性能测试中得到较好结果。本论文思路架构如图1.1所示。


  图1.1论文整体思路结构图


  论文的主要工作及创新点包括如下:


  (1)介绍了基于嵌入式平台的经络穴位检测的研究背景及意义,以及国内外针对经络穴位测量技术研究现状的陈述。


  (2)提出了人体肌肤阻抗的物理简化模型。该模型给出了简化后的阻抗计算方法。分析论证人体阻抗测量和电路元器件测量的不同以及人体测量时注意的测试环境说明,在此模型基础上,利用嵌入式系统的实时性,低功耗性和小型便携化完成对系统整体方案的设计。系统软件主要是在硬件的基础上设计完成的的,把实际需求通过软件部分进行了扩展,系统测试部分在完成各个分系统测试验证


  的基础上完成系统整体测试。


  (3)系统硬件设计部分采用了模块化的设计思路,对于系统的各个硬件模块在整个系统中的功能进行了详细的说明,微处理器移植了嵌入式实时操作系统


  来保证整个系统工作的实时性、可靠性。对使用过程中的可能遇到的问题进行了软件的部分优化。


  (4)论文完成了整个经络穴位位置测量系统的设计及实现。根据系统的应用场景实现包括阻抗测量、语音交互、wifi传输,图形化显示等四大功能。皆在完成一个高实时性,低功耗的便携式人体肌肤阻抗特性测量系统的设计。系统工作的流程,首先利用嵌入式系统高实时性实时对测试者进行数据测量,将处理后的阻抗测量数据上通过wifi网络上传到笔记本的上位机,上位机利用获取的数据进行可视化显示。系统工作流程的结构图如图1.2所示。


  1.3.2章节安排


  第一章绪论。首先结合传统中医学经纶理论研究对论文的研究背景、研究意义进行了阐述。然后对论文实现的可行性进行了探,之后阐述了国内外对于肌肤穴位测量的研究成发现和成果。在章节的最后给出了论文的主要研究内容和各章节的安排。


  第二章:阻抗测量原理及总体方案设计。首先给出了人体肌肤经络穴位的基本的概念,利用人体的肌肤特性建立了阻抗的简化模型,详细研究了人体阻抗简化模型的测量计算方法,给出了人体阻抗测量与电子元器件测量的不同,简要的给出了测试环境的说明,最后确定论文课题研究的总体框架方案设计。


  第三章:阻抗测量系统的硬件设计。首先给出了人体阻抗测量系统的硬件设计思路流程。基于使用的任务功能模块,设计合理的硬件系统,根据论文要实现的目标将整个硬件平台按功能划分为最小主控系统、语音提示模块、阻抗传感器、无线wifi传输,信息存储共五个模块。本章将对各个模块的特点、工作原理和硬件连接进行了详细的描述。


  第四章:阻抗测量系统的软件设计。首先给出了系统开发所需要的的软件以及系统软件设计的思路流程,简要介绍了系统的开发软件以及实时操作系统的移植过程,为系统使用的各种模块开发出相应的驱动代码,使得模块在系统初始化过程中处于一个合理的状态,按照已经给出的系统软件设计思路流程,详细介绍每个单元软件的设计工作和编程需求。


  第五章:阻抗测量和分析。首先使用设计完成的测量系统对人体进行阻抗数据的采集,完成各个分系统的检验工作后进行整体系统的检验,对整个测量过程和实验数据处理的方法进行了详细地说明。最后对整体实验数据来确定经络穴位位置的方法进行了阐述。


  第六章:总结和展望。首先对论文的工作及实验结论做出了深入浅出的总结,对人体经络穴位阻抗测量系统的设计方案不足之处进行了说明,对未来进一步研究阻抗测量进行了展望。


  


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