一种适用于中医学定量研究的本安型拔火罐的制作方法

文档序号:12205866阅读:341来源:国知局
一种适用于中医学定量研究的本安型拔火罐的制作方法与工艺

本发明涉及医疗器械领域,更具体的是指一种能表征体液汲出量的、能使疗治手段易于复现的拔火罐。



背景技术:

拔火罐是一种传统的中医理疗装置,常被用于祛风散寒、通经活络,以及化瘀、行气等。其核心作用在于能够祛除体内的“湿气”。而祛湿效果的实现,正是那些被表述为“散寒”、“通经活络”、“行气”、“化瘀”等疗效能够得以体现之根本。用拔火罐进行祛湿的具体操作手法又可细分为留罐、走罐、闪罐和刺络拔罐、电针拔罐,被使用最多的是留罐手法。

这种能对不少疾病产生疗效且已流传千年之久的理疗装置及其相应的理疗方法,其医疗价值是毋需质疑的。但是,这一理疗手段目前主要在中国具有较好的口碑。可即便欢迎这种理疗手段的人们,也并不将拔火罐视为一种“很科学的东西”。究该现象之本质,乃中医学所仰赖的“阴阳五行、肺腑经络、气主万物”之说,与建立在生理解剖学基础上的西医理论相去甚远。而人们却普遍地认为:只有获得西医理论的支撑,才是“很科学的东西”。

导致大多数人形成这种认识的主要原因,系“阴阳”、“气血”、“经络”无法借助现代科技而得到实证。尤其是:行医经验丰富、对中医术有较深体悟的老中医所能实现的疗效,难以被其他人以较高的概率准确复现,这就更增加了人们对拔火罐疗法的“科学性”的疑虑。

但另一方面,中医学研究疾病诊治时的思维方式,也同样符合“观测—假设—推理—验证”这一科学的基本研究步骤。这是因为:对中医而言的“验证”,也与西医一样,是在“假设”和“推理”之基础上的施治,只是中医师完成“假设”和“推理”时所依据的理论不同于西医理论。因此,对于中医师而言,如果针对某种疾病的众多观测样本之间能够具备更好的可比性,而不是仅依靠“模糊的样本”使自己“产生了感觉”并基于这种感觉而得到一些不确定的个人经验之积累,则中医师们同样可以通过“观测—假设—推理—验证”之循环而更好、更快地提升疗效的可复现性。在这样的循环中,中医理论本身也有望得到深化或修正——因为从“观测”到“验证”的循环,必然反作用于理论本身。但直至目前为止,中医师使用拔火罐或研究拔火罐疗效时的“观测”,尚停留在“目测”阶段——虽然目测也是一种观测办法,但目测结果是难以进行记录、比对和交流的。

不同的拔火罐操作手法,各有特点:留罐法可利用罐内负压汲出适量体液;走罐法的施治面积较大,但体液汲出很少;闪罐法可使对应位置的浅表肌或“经络”受到脉动的拉拔力;刺络拔罐可从针刺位置汲出较多的血液;电针拔罐可在祛湿的同时用脉动电流刺激穴位。在以上各种操作手法中,留罐法是基本手法。当采用“热空气遇冷收缩”的方法建立罐内负压时,常会在留罐疗治结束时看到罐体内壁附着了一层水汽状的液膜。虽然这种膜状液与中医所称的“湿气”或“湿邪”的概念并不完全等同,而且中医师判断“湿邪”轻重的程度还需借助留罐后的紫癜印色泽等其它表象,并不仅仅依赖对膜液附着量的目测。但是,“罐壁水汽越多,湿邪越重”这一观点,则被几乎所有中医师所确信,而且历来如此。

附着在罐壁上的膜液的量,受到患者的个体状况、罐壁温度、罐内气体温度场分布等各种因素影响。这些“各种因素”极不确定,如:罐体内壁温度不但取决于罐内气温,还取决于罐外环境温度、罐体材料的绝热性能、留罐时间、加热方法等,也即,凝露量的多少,并非仅仅取决于罐内气体中的含水量。所以,目测的液膜厚薄,其实并不是一个能够较好地反映中医师们所普遍认知的“被拔出的湿气”的参量。况且,欲在空间十分有限的拔火罐内腔中,直接测定这些微量膜液的厚薄或重量,也是不现实的。

但不把“膜液的厚薄或重量”视为观测目标,而是直接针对“被拔出的湿气”进行间接测量,却是可行的:

被罐内负压汲出体表的体液,包括组织液、细胞内液和血液。这三种类型的液体,其主要成分均是水。是其中水分的蒸发带离了少量不宜蒸发的其它成分之挥发,而不是相反。因此,所蒸发的水分的总量(重量)必然与汲出至体表的体液的总量(重量)正相关。也因此,如果罐内存在某种具有强力吸水能力的介质,使得汲出液中的水分蒸发与该介质对水分的吸收之间形成一种平衡,避免罐内气体接近水汽饱和状态,那么,只要汲出体表的水分在留罐结束前已被完全蒸发,则该介质所吸收的水汽重量就与体表所蒸发掉的水汽重量基本相等(只要罐内没有产生凝露,则相比于蒸发或吸收的水汽重量,滞留在罐内气体中的尚未吸收的水分重量是极少的)。如果上述前提能够得以满足,则留罐期间罐内气体的绝对湿度对时间的积分,将能以某个比例换算为留罐期间被罐内吸水介质“所吸收的水汽重量”。由于“所吸收的水汽重量”能以一定的误差体现为体表“所蒸发的水汽重量”,而该“所蒸发的水汽重量”又与“体液汲出量”的变化正相关,因此,留罐期间罐内气体的“绝对湿度对时间的积分值”能够成为一个不错的表征量——能按一个客观上存在的比例,表征“强力吸水介质所吸收的水汽重量”;能以一个中医研究可接受的误差,表征“从体表所蒸发的水汽重量”;能以正相关的变化关系,表征“被汲出体表的体液量”。

更进一步地考虑:对于不同次的留罐疗治,如果基于相同的罐内空间物理环境(主要是气温、气压、拔火罐内腔容积),并保持相同的留罐时间,则对于同一病患的疗治而言,不同次的留罐疗治所产生的该表征量数值之间,将具有可比性!这一可比性的获得,就为中医学借助定量的“观测—假设—推理—验证”循环开展拔火罐诊疗研究提供了手段。

不论历史上使用过的牛角、竹罐、陶罐,还是目前使用量较大的用透明材料制作的拔火罐,都是设法在罐体内腔产生负压,然后利用负压从体表汲出体液。这是拔火罐的一个不变的基本特征。在这个不变的基本特征之上,各种改进措施不胜枚举。已经被实现的或者已经被提出的繁多措施,可以归纳为以下三条改进途径:

途径一:用不同的方法建立、保持或卸除罐内负压;途径二:改变罐口与皮肤的接触方式或者改变拔火罐的外形及其尺寸,使其能更好地适应于人体不同部位的疗治;途径三:改变罐内的物理环境或气氛环境,在实现“祛湿”作用的同时,兼能施行其它疗治手段。

用于实现“途径一”的措施,主要体现为以下三种。其一,用不同类型的热源加热拔火罐本体或者加热罐内空气,使罐内空气密度下降,然后将拔火罐扣压在体表皮肤上,借罐内气体的逐渐冷却,导致罐内气压负于腔外的大气压力。这种改进,与传统方法之间的差异最小,而且保留了传统“烧纸加热”方式的风险——如果罐口也被加热至较高温度,或者热源碰触到皮肤,或者燃料溅落在皮肤上,均易引起烫伤。其二,在罐顶设立一个抽气口,使用图9内(a)所示的真空机,或者图9内(b)所示的真空枪,或者图9内(c)所示的手捏式吸气囊等装置抽取罐内气体。其三,改进抽气口的结构设计,使其具有更好的密封性能,以便罐体内外的压差能维持得更平稳一些;或者,能够在一次疗治结束时更方便地使拔火罐脱离皮肤。

用于实现“途径二”的措施,主要体现为以下三种。其一,改变罐口形状,以便使拔火罐能够更稳定地吸附于某些曲率半径较小处之体表上,如图9内(f)所示的“弧形”罐口形状。相比于图9内(e)所示的“平口”形状,“弧形”罐口能更加平稳地吸附于曲率半径较小处之体表。其二,改变罐口的结构,使其更便于在身体表面移动,以方便“走罐”手法的实施,如图9中的(d)所示的罐口结构。该结构便于“边刮边拔”,从而兼获“刮痧”疗效。其三,提供不同的内腔容积,以适应身体的不同部位,或者便于施行不同的祛湿量/祛湿力度。

用于实现“途径三”的措施,主要体现为以下五种。其一,罐内固定一块永磁体,在汲出体液的同时,也让一定强度的磁感应线“穿越”某个穴位,使相应部位能在祛湿的同时兼获“磁疗”效果。其二,罐内固定某种加热元件(如:被称为PTC的加热元件,又如:在陶芯上缠绕电阻丝),在罐内负压将罐体稳定地吸附于体表之后,在不烫伤皮肤的前提下,维持罐内气体持续地处于较高的温度,以便在祛湿的同时兼获“热疗”效果。其三,罐内固定各种辐射元件,利用发热体材料本身或者发热体表面所涂敷的辐射增强物质,在加热时辐射出针对某种疾患具有疗治作用的不同波长的光波或电磁波,以便在祛湿的同时兼获“辐照”效果。其四,罐内放置某些药材,或者向罐内注入某种药剂,或者用含有某些稀土元素的材料制作罐体,从而改变罐内气氛,使药材/罐体/药剂所散发的分子被局部表皮所吸收,在祛湿的同时兼获“药疗”效果。其五,使拔火罐的结构便于在祛湿的同时可让银针刺入某个穴位,并能对银针施加低频脉冲电压,让脉冲电流能在银针与大地之间或者在银针与银针之间形成回路,用脉动电能更强烈地刺激穴位,以便在祛湿的同时兼获“电疗”效果。

还有一些改进措施,综合了“途径三”中述及的两种或更多种疗法,如:对罐内的药物进行加热,提高罐内药气浓度,并在罐内固定一块永磁体,以同时兼获“热疗”、“药疗”和“磁疗”效果。也有些拔火罐则综合了以上二条或三条改进途径,如:既便于用真空机抽取罐内气体,又设法在抽气之后加热罐内的剩余气体。

依循上述各条途径的改进,无不存在一个共同特点,即:均基于业已被中医学认为是“合理的、有效的”中医理论或行医经验,是应用这些“合理的、有效的”理论或经验进行临床施治(此表述并不否定现有中医理论与经验之合理性或有效性),而不是让各自的改进能明显地促进对中医学本身的研究(此表述并不否定上述各种改进措施针对其改进目标的有效性)。各种综合式的改进,在思维方式上,均是基于“综合施治”的思路;在具体措施上,均是沿用“集成”之思想方法(此表述也同样不否定“综合施治”或“集成”等思想方法的有效性)。另有一些被表述为“刺络拔罐”、“针灸拔罐”的方法,系在完成“刺络”或“针灸”步骤以后,再用拔火罐加强疗效,这与拔火罐本身的改进并无关联。

到目前为止,对于拔火罐理疗问题,尚无一种明确地基于“观测”之目的而提出的、按严格的测量理论而建立的、在拔火罐理疗问题上着眼于“为中医学研究提供手段”的构想,更无相应的系统构成、实现方法、装置设计。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供了一种适用于中医学定量研究的本安型拔火罐装置。与各种现有的拔火罐相比,采用本发明制作的拔火罐的最大特点在于:在施治的同时,能获取一个被中医师们普遍认为与祛湿疗效存在较大关联的表征量。该表征量的建立,将十分有助于中医学领域量化地研究拔火罐祛湿疗法。这是一个具有开创性的特点,是对拔火罐的改进途径的开创。围绕着这个最大特点的实现,也使基于本发明而制作的拔火罐兼具了以下五个优点:第一,因罐内的吸水介质能持续地吸除蒸发自体表的水汽,因此,将其用于某些“湿气”较重患者的疗治时,可以减缓甚至避免罐内气压的上升,防止拔火罐从体表脱落。第二,位于罐顶的抽气口具有双重密封结构,减少了因尘屑落入抽气口而可能导致的气密性遭破坏的概率。第三,在罐内负压建立以后,能使罐内气体较好地稳定在一个设定的安全温度,以在祛湿的同时安全地对局部体表施行持续的“热疗”。第四,能将所测气温、气压传输至罐外,自动判断罐内气温和罐体汲拔强度是否在合理范围之内,必要时,给出相应的提示/告警,免于医护人员频繁巡察,提高医护效率与安全。第五,既能就地显示罐内气温、气压、相对湿度以及据此解算出的其它数据,也能以无线方式发送给通讯终端(如:手机),或者从通讯终端接收各种预置参数,如:气温/气压告警限、为完成“湿气”表征量解算所需的各种系数。

为获取如上所述的表征量,在方法层面上,提出如下步骤:

第一步,在拔火罐内装设强力吸水介质并构造至少一个气流通道,使蒸发自体表的水汽能够沿着所构造的通道流向强力吸水介质,并被该介质所吸收;

第二步,将温度传感器和湿敏传感器装设在强力吸水介质附近,并与吸水介质保持固定不变的距离;

第三步,在罐体内腔建立负压,使拔火罐吸附在体表皮肤上,向温度传感器和湿敏传感器供电,让其进入连续采样工作状态,从温度传感器的输出信号获得实时气温、从湿敏传感器的输出信号获得气体的实时相对湿度;

第四步,根据实时气温,通过查表(如:GB/T 11605的附表B.1)或依据经验公式(如:马格努斯公式)获得罐内气体的实时饱和水汽压;

第五步,根据该实时饱和水汽压和气体的实时相对湿度,求得实际水汽分压的实时值;

第六步,根据该实际水汽分压的实时值和气温的实时值,求得气体绝对湿度的实时值;

第七步,将留罐时间段内,对气体的绝对湿度实时值进行累积,此积算值即为所需之表征值。

以上步骤中的第一步至第三步,从系统构成的层面对本方法所需的硬件提出了最低要求。第四步至第七步所涉及的具体解算如下:

虽然道尔顿气体分压定律描述的是理想气体的特性,而罐内气体并非理想气体,但是,当实际气体的压强不高时,其在分压特性方面的表现与理想气体分压定律十分吻合,且气压越低吻合程度越高。故而,可认为罐内气体的饱和水汽压只取决于罐内的气温,与罐内的气体压强无关,从而大幅度简化相关计算。

设某个时刻的所测气温为ct(取用℃单位),同一时刻所测的相对湿度为rh(不必归化至100%),则该时刻的罐内气体水汽压e可根据相对湿度的定义表示为:

e=rh·e* (1)

其中,e*是气温为ct时的饱和水汽压。使用GB/T11605-2005的附表B.1可查获e*值。由于留罐疗治总是在气温大于0℃的环境中施行,为便于工程实现,也可采用相对简洁的马格努斯公式计算当气温大于0℃时的e*值:

据此计算绝对湿度ah的实时值:

其中,系数C对于不同内腔容积的拔火罐取用不同的值。因为本发明所针对的应用目标之实现,系依靠不同次留罐疗治的测量结果之间的比对,而非依赖一个在计量意义上尽可能准确的“体液汲出量”,因此,更合理的做法是根据不同内腔容积的拔火罐,选择能使最终结果便于记录、比对的C的系数值,才是更有意义的,不必纠缠于罐内混合气体的摩尔质量问题。

ct和rh是两个随时间变化的参量,为方便起见,将ah与ct和rh的关系简写为:

ah=C·f(ct,rh) (4)

在留罐期间,从时刻t1到时刻t2,将罐内气体绝对湿度对时间的积分命名为M,则:

在工程实现层面,可取用ct的实时采样值ct[i]和rh的实时采样值rh[i],先从公式(3)获得ah实时值ah[i],然后按下式积算M值:

其中,N为时间段[t1,t2]内的采样序列长度,系数b可视作“零位迁移”之用,其效用类似于C,并无其它特别考虑。如果取固定的采样间隔和采样时长,可将C与N合并。

为简化行文表述,以AM指称“在时间段[t1,t2]内,被强力吸水介质所吸收的水汽重量”,以VM指称“在时间段[t1,t2]内,从体表所蒸发的水汽重量”,以S表示“在时间段[t1,t2]内,被拔火罐汲出体表的体液重量”。M并不在物理意义上等同于AM、VM或S中的任何一个参量,故称其为“表征量”——以不同的关系形式在数值上对AM、VM、S进行表征。

对于一只确定的拔火罐以及确定的留罐时长,当用M表征AM时,两者在数值上将具有成正比的关系形式:

AM=K·M (7)

其中,系数K的大小,可视所需要的AM数值范围而定。另以ε表示AM与VM之间的差异,则当用M表征VM时,可视两者在数值上具有线性一次变换的关系形式:

VM=K·M+ε (8)

ε值的大小,取决于多个因素,主要因素有三个:在罐体内壁发生凝露的程度、t1与t2时刻的罐内气体含水量、留罐结束后的皮肤干燥程度。如果强力吸水介质能使罐内气体的实际水汽压远离罐内气温所对应的饱和水汽压,避免罐内气体中的水分凝露于罐体内壁或残留于体表,则ε的值并不大。

不同患者、不同部位的汲出液的成分差异很大,甚至同一患者、同一部位的不同次留罐疗治时所汲出的体液成分也有较大差异,但有一点是明确的:VM与“体液汲出量”之间正相关(如前论证),因此,当用M表征S时,可视两者在数值上的关系形式为:

S∝K·M+ε (9)

通过实施如上所述的间接测量,虽可获得表征值M,但如果不同次的测量并不是基于相同的疗治手段,则从建立“观测—假设—推理—验证”之循环的角度审视,即使中医师控制每次留罐的时间严格相同,不同次留罐施治所获取得M值之间,也是不具比对价值的,因而也是不具疗效分析价值的,无法通过前述循环而达成研究之目的。欲使不同次疗治时所获取的M值之间具有可比性,从测量的角度看,必须:或者用一个稳定不变的罐内物理环境进行疗治,或者在留罐期间让罐内物理环境历经一个相同的变化过程。唯如此,用表征值M观测某个病患的“祛湿”过程才是有意义的。

与罐内气体含水量有关的参量是待测参量,所以,如上作为测量之前提而提出的“罐内物理环境”无需包括罐内气体的绝对或相对湿度,因此,欲使表征值M具有比对价值,相关的“罐内物理环境”首先可包括拔火罐的内腔容积、体表蒸发面积、罐内气温。留罐时间一般都在10分钟以上,因留罐疗治开始与结束时的腔内气体水分含量之差而引入的误差,是相对极小的,可予忽略。

再从疗治的角度看,上述两种形式的罐内物理环境的复现,也是为了实现疗治手段的复现,而罐内气体压强是疗治手段的重要组成部分,故“罐内物理环境”还需包括罐内气压。对于同一种规格的拔火罐,拔火罐的容积和被罐口所拦定的体表蒸发面积是不变的,由此产生如下结论:如果留罐时间相同、罐内气温相同、罐内气压相同,或者,留罐时间相同并且罐内气温与气压是依据相同的预设规律变化的,则,采用同一种规格拔火罐的、取自同一个患者的不同次留罐疗治所得之M值,可具备比对价值。

人类的个体差异极大,人种、性别、身高、体重、饮食习惯、脂肪比例、各种遗传等等,均有可能(甚至一定)使获取自相同病症的不同患者的M值之间失去比对价值,至少使比对价值被严重降低。在普遍意义上,欲比对不同个体之间的观测数据(不限于表征值M),从而为某种疾患找到一套普遍适用的、使其他操作者也能以较高的概率在不同患者身上复现疗效的拔火罐理疗方法,属于中医学的研究范畴。但这个高层面的研究范畴,当然地是建立在研究个体诊治之基础上的,正如普遍性寓于特殊性之中。故,本发明能为(也只在为)拔火罐疗法的具备一般性意义的中医学研究提供一种研究手段。

作为对上述方法的实现,在系统构成的层面上,本发明的技术方案具有如下特征:包括用于测量罐体内腔气温的温度传感器和用于测量罐内气体相对湿度的湿敏传感器,包括能够及时地吸收气体所含水分的强力吸水介质,包括导引罐内气体流动方向的结构件,包括用于抽取罐内气体的抽气口,包括用于向温度传感器和湿敏传感器供电的电源模块,还需包括运算模块。由温度传感器和湿敏传感器连续采样气温与气体相对湿度,并将采样数据实时传输至运算模块,由运算模块解算出罐内气体的绝对湿度,并据此积算出一个能表征留罐时间段内“被强力吸水介质所吸收的水汽重量”或“从体表所蒸发的水汽重量”或“被拔火罐汲出体表的体液重量”的数值。

更进一步地:所述的“强力吸水介质”系指该介质总能将其所接触的气体中的水分及时地吸收到介质内部,也即,其单位时间内从气体中所吸收的水汽重量主要取决于气体的绝对湿度,随气体的绝对湿度之增减而成比例地增减。此“强力吸水介质”可盛装于一个容器内,在该容器的侧壁开设气流孔,利用强力吸水介质因持续汲取水汽而导致的容器内外气体的水汽分压差,驱使容器外部的气体经该气流孔进入容器内部。将温度传感器和湿敏传感器装设在容器内部,并与吸水介质之间保持固定不变的距离。上述测量系统还包括用于测量罐体内腔气压的压力传感器、包括用于恒定罐内气温的PTC加热元件、包括显示告警模块和无线收发模块。该显示模块采用有线通讯方式从运算模块获得如上所述的表征值或罐内气温/气压/相对湿度/绝对湿度的实时值,予以显示或告警。该无线收发模块可将如上所述的表征值或罐内气温/气压/相对湿度/绝对湿度的实时值以无线方式发送给手机或其它无线通讯终端,也可从手机或其它无线通讯终端接收数据。系统内还包括一个双重密封抽气口,该抽气口内设置有两道密封,当其中一道密封失效时,另一道密封将因两侧气压差的增加而自动提高气密能力。

对于如上所述特征的系统构成,在设计层面上,本发明考虑一种模块化的装置结构,其技术方案是:包括罐体、控温测量模组、密封模组、除湿续流模组和电控模组,罐顶开孔,控温测量模组的一端可从罐内穿过罐顶的开孔,伸至罐外与密封模组配合,此配合也使罐顶开孔得以密闭,位于罐内的除湿续流模组可与控温测量模组的另一端相配接,电控模组内的电回路可通过针状导体与控温测量模组内的电回路建立联结;在除湿续流模组内装设有强力吸水介质,并设有气流通道,使该介质能够持续地吸收罐内气体中所含的水分;在控温测量模组内装设有温度传感器和湿敏传感器,能够连续采样罐内气体的相对湿度和气温,并将采样数据实时传输至电控模组;在电控模组内装设有电池和线路板,线路板上载有具备运算能力的芯片,其中的电池可通过如上所述的针状导体向控温测量模组供电,其中的芯片也可通过如上所述的针状导体从控温测量模组获得罐内气温和气体相对湿度的实时采样值,在此基础上,积算出一个表征值,该表征值与留罐时间段内被强力吸水介质所吸收的水汽重量成正比。

结合附图,以上各模组及其相互配合,可进一步具体为:将图2-A、图2-B所示的控温测量模组2与密封盖3-1在罐顶对接,既使两者能借助A型电针2-4-2建立电联结,也使各自得以固定;在控温测量模组2内安装微型压力传感器、温度传感器和相对湿度传感器,并在该模组下方拧接一个如图4-A、图4-B所示的含有气流孔和水分吸收介质的除湿续流模组4;在罐内负压建立以后,将图5-A、图5-B所示的电控模组5与罐顶上的密封盖3-1相扣合,借助电控模组内的伸缩探针5-8使电控模组内的电回路与控温测量模组内的各传感器输出回路建立电联接;在电控模组内固定高容量电池和线路板,由板载的信号处理芯片MCU接收罐内气温、气压、相对湿度信号,并据此解算出表征值M,然后由板载的无线数据收发芯片RFC将表征值M发送给其它通讯终端(如:手机),也将上述信号及表征值M显示在电控模组顶部的显示屏5-6上。

AM与VM之间的差异,被公式(8)概括为ε值。欲分析拔火罐的疗效,VM的价值更胜于AM,但ε值受太多不可测参数的影响,如:凝露于罐体内壁的水汽重量就是ε的一个主要来源。对ε值进行实测,并不现实。但如果使相对易于控制的罐内气温和气压能保持尽可能的稳定,并使罐内气体中的水分能及时地去除,则无论对于减小ε值还是对于复现疗治手段,都是现实而有效的。

为了稳定罐内气温,作如下技术考虑和要求:在控温测量模组内装设PTC加热元件,电源可直接加在PTC加热元件的两极,省却温度控制电路。其原理是:PTC加热元件具有当温度略超居里点温度时电阻值遽升、温度略低于居里点温度时又遽降至常温电阻的物理现象,可以自动调节流过元件的加热电流,使罐内最高气温维持在该PTC加热元件的居里点温度附近。这种自恒温特性源自PTC材料本身,因而具有本质上的安全。

为了稳定罐内气压,在气密结构方面作如下技术考虑和要求:气密结构涉及两个问题——罐口与体表之间的气密以及抽气口在抽气结束后的气密。凝留在罐口周边的析出物以及落在皮肤表面的碎屑等,可以用酒精棉球擦去。对于罐口,除了这一手工清洁措施之外,也并无其它更好的技术措施可予实施。但抽气口内部的污损则难以用酒精棉球方便地清除,在拔火罐的长期使用过程中,却又难以避免外部尘屑落入抽气口,体液蒸发时被带离体表的各种非挥发成分也会析出在抽气口内部,当前各种拔火罐的抽气口均只有单个密封面,无冗余。本发明针对抽气口密封所采用的技术方案参见图3-A、图3-B、图3-C所给出的双重密封结构。第一道密封由固定在滑杆一端的密封球3-4与密封口2-1-1构成;第二道密封由固定在滑杆中段的密封环3-5与密封面3-1-4构成。密封环和密封球均采用弹性较好的高分子材料(如:低模量硅橡胶)制成。在罐内负压未建立之前,两者间的距离应确保当密封环与密封面接触时,密封球与密封口之间尚有一个不大的间隙。该双重密封措施的原理是:在负压抽取装置(真空机或真空枪等)拔离以后,滑杆受罐内负压驱动而产生移动,密封环能够首先与密封盖顶部发生触合,形成抽气口的第一道密封,此后,密封环将随着滑杆的继续移动而变形,使密封球能被滑杆带至与密封口相接触,直至密封环与密封球的形变应力之和抵消了气压差对滑杆的驱动力,滑杆停止运动,由此形成抽气口的第二道密封。如果抽气口内部具有较高的洁净程度,双重密封并无明显效用,但当污渍、尘屑积累时,或者密封球/密封环之一出现裂缺时,此双重密封的效果将十分明显。譬如:如果密封球与密封口之间的气密性首先遭到破坏,则罐内外的气压差将更多地(或全部地)加在密封环上,使密封环发生更大的形变,其与密封面之间的吸合力和吸合面积均增大,从而维持抽气口的整体密封能力不至下降。反之,如果密封环与密封面之间的气密性首先遭到破坏,继而发生的运动机理亦如上。体液蒸发也会导致罐体气压上升,除湿续流模组将能很好地平衡这一负面因素。

“及时去除罐内气体中的水分”是本测量方法得以成立的关键,原因有二:其一,如果不能及时去除罐内气体中的水分,罐内湿度有可能较快地接近饱和湿度,此后,水分从体表的蒸发速度与气体中的水分向体表凝露的速度相平衡,表现为体表水分不再蒸发,这不但使ah事实上与体液的实时蒸发量形成负相关,也会使留罐结束后的体表皮肤上仍存较多水分,导致M值失去表征价值!其二,如果吸水介质吸收水汽的能力欠强,则当罐内绝对湿度增大时,吸水介质在单位时间内的水汽吸收量的增加倍数就无法与气体绝对湿度的增加倍数基本一致,使M值不能以合理的误差表达“吸水介质所吸收的水汽重量”!正因此,需采用吸水能力足够强的介质,如,对人体无毒副作用的吸水分子筛。这一水汽吸附能力的建立,将同时产生另外三个有利现象:第一,腔内气体湿度的降低将有利于加快水分从体表的蒸发速度;第二,在一个固定的位置吸附腔内气体中的水分,能使腔内气体形成稳定的气流场,有利于减小湿度测量误差。第三,从体表蒸发的水分,会使罐内气体中的水汽分压持续上升,水汽分压的增加,既会减缓体表水分的蒸发速度,又会导致罐内真空度的逐渐下降,严重时,还会导致拨火罐从体表脱落,但如果蒸发与吸收之间产生了平衡,罐内负压也就更趋稳定。最理想的情况是:水分从体表蒸发的速度始终大于其被汲出体表的速度,如此,则不论对测量而言还是对疗治而言,都是十分有益的。一种极端的情况是:如果体液大量汲出,譬如“刺络”拔罐,则无论吸水介质的水汽吸收能力有多强,都难以在留罐结束时令体表干燥,从而导致M值失去表征意义。不过,“刺络拔罐”与“放血疗法”并无多大区别,将其归入“祛湿”之研究范畴,并不合理。

为及时除去罐内气体中的水分,并使罐内气流能够沿设定路径持续地流过湿敏传感器的湿敏面,作如下技术考虑和要求:在湿敏传感器的正下方固定一个如图4-A和图4-B所示的除湿续流模组4,在其介质容器4-1的中部开设一圈气流孔4-1-1,在介质容器内堆置吸水介质4-2,并以微孔网板4-3覆盖之,避免吸水介质散落。此措施所依托的机理是:由于强力吸水介质持续地吸收其周边气体中所含的水分,将导致介质容器腔内的水汽分压始终低于腔外的水汽分压(但弥漫于腔内外的气体其它成分的分压,并不会因此而改变),使腔外气体在气压差的作用下持续地穿过气流孔进入腔内,汇聚在微孔网板上方。湿敏传感器的湿敏面靠近这一气流汇聚区域,以较小的误差和延迟感测到吸水介质上方的实时相对湿度。图6示意了上述过程:自体表皮肤6-1所蒸发的水汽流6-2,经多个气流孔4-1-1,进入介质容器4-1的内腔,在微孔网板4-3与温湿度传感子板2-4-3之间汇聚,形成紊流6-4,该紊流中的水汽成分穿越微孔网板4-3,被吸水介质4-2所吸收。在罐体内腔,接近体表处的气体湿度最高,微孔网板下方的气体湿度最低,在这一湿度场分布中,湿敏传感器的湿敏面与微孔网板之间的距离会对表征值M的数值大小发生作用——在其它因素相同的前提下,湿敏面越接近微孔网板,M值越小,反之,M值越大。为使M值具有比对价值,对于一个可付诸使用的装置,此距离必须是固定。

对于传感器的选型与装设,作如下技术考虑和要求:测量相对湿度的方法有很多种,可以采用单参数传感器分别测量气温与湿度,也可采用高分子微孔薄膜或金属氧化物膜制作的复合有温度信号输出的湿敏传感器,如Sensirion公司的SHT系列相对湿度传感芯片,以节省对罐内空间的占用。该芯片在典型环境下的相对湿度测量误差可低于3%,测温绝对误差在±0.5℃以下。但是,当线路板周边存在热源,或线路板本身发热严重时,如果直接将这种芯片安装在线路板上,其所测温度并不能代表传感器湿敏面所接触的气体之温度,而相对湿度的测量精度恰又是严重地依赖于气温的测量精度(湿度测量原理所致),因此,由于本发明中的测量线路板2-4难以避免地需接近PTC加热元件2-2,故,为了提高此类芯片的相对湿度测量精度,也为了减少气温误差对M值解算精度的影响,另设温湿度传感子板2-4-3,以使其与热源保持一定距离。

在传感器测量范围与测量精度方面,存在如下技术考虑和要求:人体表皮对气温和汲拔力的承受能力有限,具有疗治意义的罐内气温和气压,无需考虑过大的测量范围。室内诊疗环境的气温不至于降到15℃以下,皮肤在潮湿空气中的长时间耐温能力一般不超过60℃,顾及对偶发因素的记录/告警,气温测量区间在10…70℃已可满足应用。过高的罐内真空度会损伤皮肤,顾及对真空泵短时间内运行异常的监测,-50kPa…0是一个适当的范围。典型环境下3%…5%的相对湿度测量误差已可满足此类应用,但湿度测量范围宜达到0…100%RH,使其既能衡量强力吸水物质所“制造”的干燥环境,又能判断、记录罐内气体是否接近本测量所不希望出现的罐内水汽饱和。

为向罐内PTC加热元件和传感元件供电,并将传感器的输出信号外传,作如下技术考虑和要求:从测量线路板2-4周边引出六枚A型电针2-4-2,其中四针用于传递气温、气压和相对湿度信号,另两针用于向PTC加热元件和测量线路板2-4供电。传感器可全部选用I2C输出,也可采用其它各种组合。图7示意了四种适用于不同输出信号形式的A型电针排列方式及其针脚用途分配。其中,图7中的(a)适用于气温和相对湿度信号共用一组I2C输出(I2C-CLK1和I2C-DATA1),气压信号采用另一组I2C输出(I2C-CLK2和I2C-DATA2);图7中的(b)适用于气温和相对湿度信号共用一组I2C输出(I2C-CLK和I2C-DATA),但气压信号采用差分模拟量输出(V+和V-);图7中的(c)适用于气压信号采用一路I2C输出(I2C-CLK和I2C-DATA),但气温和相对湿度信号分别采用模拟电压V1、V2输出(信号地与电源地共享);图7中的(d)适用于气温、气压、相对湿度信号分别采用模拟电压V1、V2、V3输出(信号地与电源-共享)。电控模组5可扣合在密封盖3-1上,借定位凹槽3-1-3与定位凸肩5-1-1的配合,使电控模组内的六枚伸缩探针5-8中的每一枚,都能与密封盖3-1内的每一枚A型电针2-4-2建立唯一对应关系。电控模组所获的实时采样值和解算结果,可在其顶部的显示屏上显示,并可完成声光提示/报警/操作指示/自动切断外供电源,同时,可将相关数据通过无线收发芯片RFC转发给附近的外部终端(如图8中的手机MP,或定制的无线终端TM)。该收发芯片也可接收来自外部终端的数据,据此优化表征值M的计算依据或设定值,如:预置的罐内气温告警限、预置的罐内负压告警限等。

本发明的最大效益是:能为拔火罐疗法的中医学研究提供一种科学、便利的定量研究手段,并且,当某种疗治手段被行医经验丰富的中医师确认后,可将相应的疗治措施(最合理的罐内气温与气压设定值,或者罐内气温与气压的变化规律)比较准确地复现给基于本发明所制作的其它拔火罐的使用者。在实现如上所述最大效益的同时,接近恒温状态的罐内气温也能给予患者持续的热疗效果,而且是本安的。更加稳定的罐内负压不但能使祛湿效果不致降低,还能减少拔火罐的意外脱落。

最极端地考虑:如果采用这种方法所进行的研究却被证明出“中医理论所称的‘湿气’与被拔火罐汲出的体液量之间不存在任何关联”,本发明仍是具有效益的——可以纠正当前人们所普遍认知的“罐壁水汽越多,湿邪越重”之观点,进而重新审视某些中医学理论。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:

图1:罐体与模组;

图2-A:控温测量模组的零件组成;

图2-B:控温测量模组的结构剖视;

图3-A:密封模组的零件组成;

图3-B:密封模组的结构剖视;

图3-C:抽气口的结构;

图4-A:除湿续流模组的零件组成;

图4-B:除湿续流模组的结构剖视;

图5-A:电控模组的零件组成;

图5-B:电控模组的结构剖视;

图6:罐内气体的水分蒸发、流动、吸收与相对湿度传感;

图7:A型电针的四种可能排列方式及其针脚用途分配;

图8:测控回路框图及其与外部设备的交互;

图9:拔火罐及其为拔火罐内腔建立负压的几种常用装置。

图中:

罐体 1

控温测量模组 2

密封缸 2-1

密封口 2-1-1

密封缸上腔 2-1-2

密封缸下腔 2-1-3

换气孔 2-1-4

电针过孔 2-1-5

细管螺纹 2-1-6

螺纹孔 2-1-7

PTC加热元件 2-2

铜柱 2-3

测量线路板 2-4

气压传感器 2-4-1

A型电针 2-4-2

温湿度传感子板 2-4-3

B型电针 2-4-4

电针绝缘套管 2-4-5

密封模组 3

密封盖 3-1

中心滑孔 3-1-1

电针沉孔 3-1-2

定位凹槽 3-1-3

密封面 3-1-4

磁吸孔 3-1-5

A磁吸 3-2

滑杆 3-3

滑杆端部球体 3-3-1

滑杆中部台阶 3-3-2

滑杆端部捏柄 3-3-3

密封球 3-4

密封环 3-5

密封垫 3-6

除湿续流模组 4

介质容器 4-1

气流孔 4-1-1

吸水介质 4-2

微孔网板 4-3

电控模组 5

电控壳体 5-1

定位凸肩 5-1-1

针套过孔 5-1-2

BS基准面 5-1-3

B磁吸 5-2

电控壳盖 5-3

电控线路板 5-4

可充电电池 5-5

显示屏 5-6

弹簧针套 5-7

伸缩探针 5-8

电池压簧 5-9

体表皮肤 6-1

所蒸发的水汽 6-2

水汽流 6-3

紊流 6-4。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例,并不因此而限定本发明的保护范围。结合附图对本发明进一步阐释:

一种适用于中医学定量研究的本安型拔火罐装置,其整体构造参见图1。该装置的全部硬件可视作由五大部分组成,分别是:罐体1、控温测量模组2、密封模组3、除湿续流模组4、电控模组5。

罐体1是整个装置的基础,罐体材料的软化点温度至少应一倍于所选PTC加热元件2-2的居里点温度,罐体1顶部开孔,该孔用于夹固控温测量模组2和密封模组3所属的密封盖3-1,此两模组密合后,可形成一个双重密封的抽气口。

控温测量模组2的零件组成见图2-A,其结构剖视见图2-B,该模组的装配顺序是:先用导电胶将扁平圆环状的PTC加热元件2-2与密封缸下腔2-1-3黏合,使PTC加热元件2-2的一面与金属制成的密封缸2-1形成电联结,再用导电胶将铜柱2-3粘结在PTC加热元件2-2的另一面,然后用穿过螺纹孔2-1-7的螺丝将该线路板固定在密封缸下腔2-1-3内,用测量线路板2-4压紧铜柱2-3,使PTC加热元件2-2能从测量线路板2-4获得供电。在测量线路板2-4上焊接气压传感器2-4-1和四枚B型电针2-4-4,然后将温湿度传感子板2-4-3与四枚B型电针2-4-4的另一端相焊接。温湿度传感子板2-4-3上焊有温湿度传感芯片,如Sensirion公司的SHT31温湿度传感器。气压传感器可选用OMRON公司的2SMPP微型压力传感器,B型电针2-4-4的长度应使气压传感器2-4-1的通气孔与温湿度传感子板2-4-3之间保持一定的间隙(如:3mm)。将六枚A型电针2-4-2分别穿过密封盖3-1上的电针沉孔3-1-2和密封缸2-1上的电针过孔2-1-5,用电针绝缘套管2-4-5使六枚A型电针2-4-2与密封缸2-1之间保持电绝缘,再将A型电针2-4-2的细端焊接在测量线路板2-4上。A型电针2-4-2的粗端长度应满足:完成上述装配之后,A型电针2-4-2的粗端低于密封面3-1-4约0.5mm…1.0mm。

密封模组3的零件组成见图3-A,其结构剖视见图3-B,该模组的装配顺序是:先把中空的密封环3-5驳入滑杆中部台阶3-3-2,然后将滑杆端部球体3-3-1穿过密封盖3-1的中心滑孔3-1-1,再把中空的密封球3-4驳入滑杆端部球体3-3-1,滑杆3-3另一端设有滑杆端部捏柄3-3-3,将其上拎时,可卸除罐内负压。密封盖3-1采用非金属材料制作,以简化绝缘,其顶部设有磁吸孔3-1-5,用于嵌入A磁吸3-2。滑杆3-3则宜采用金属材料制作,以增强意外碰触时的抗折断能力。密封球3-4与密封环3-5可以选用不同种类的弹性材料成型,如:密封球3-4采用稍硬的氯丁橡胶,密封环3-5采用较软的硅橡胶。也可选用同一种材料制作,如:均用硅橡胶制作。不论选用哪种材料成型,两者的弹性模量都应较低,以增大两者受力时的形变量。滑杆端部球体3-3-1和滑杆中部台阶3-3-2的设计,以及密封球3-4和密封环3-5的设计,应满足:完成全部装配后,当罐内气压在90kPa左右时,恰能使密封球3-4与密封缸2-1内的密封口2-1-1碰触,而密封环3-5此时恰已受压变形。由此,当罐内气压处于疗治所需的正常负压时,两个密封面均能获得较好的密封效果。完成装配后,各零件之间的位置关系可参见图3-C(该图所示意的状态为非密封状态)

控温测量模组2与密封模组3可按如下步骤对接:先将控温测量模组2从罐底送入,让铰有细管螺纹2-1-6的端部伸出罐顶,然后套入密封垫3-6,再将密封盖3-1与细管螺纹2-1-6拧合。在拧合过程中,需观察密封盖3-1上的电针沉孔3-1-2与密封缸2-1上的电针过孔2-1-5的对齐程度。须达到的最终装配效果是:借助密封垫3-6的反弹力,既能使两者较紧地锁合于罐顶,又能使电针沉孔3-1-2与电针过孔2-1-5得以对齐,而且,密封球3-4也可以在密封缸上腔2-1-2内作上下受限运动。

除湿续流模组4的零件组成见图4-A,其结构剖视见图4-B,该模组的装配顺序是:选用对人体皮肤无毒副作用的材料(如:选医用吸水树脂制成的球径在0.5mm…1mm范围内的分子筛)作为吸水介质4-2,将其堆积在介质容器4-1内腔的底部,在吸水介质4-2上方卡压一片网孔直径在0.3…0.4mm范围内的微孔网板4-3,终使介质容器4-1、吸水介质4-2、微孔网板4-3三者成为一体。在使用前,可先用干燥箱使吸水介质内的残余含水量尽可能低(对于此类吸水分子筛,一般可干燥至含水量低于3%),然后将除湿续流模组4旋拧在控温测量模组2的下方。

电控模组5的零件组成见图5-A,其结构剖视见图5-B,该模组的装配顺序是:先将六枚弹簧针套5-7穿过针套过孔5-1-2并与电控线路板5-4焊接,再将可充电电池5-5的正极与电控线路板5-4内的供电回路正极相焊接,并用导线从电池压簧5-9将可充电电池5-5的负极引至电控线路板5-4内的供电回路负极。此后,用电池压簧5-9和旋拧在电控壳体5-1上方的电控壳盖5-3迫使可充电电池5-5紧固。待罐内负压建立以后,可将电控模组5扣合在密封盖3-1上方,借助定位凸肩5-1-1与定位凹槽3-1-3之配合,使每根伸缩探针5-8只能与唯一的A型电针2-4-2相接触。在电控模组5与密封盖3-1完全扣合以后,由嵌入在电控壳体5-1内的B磁吸5-2与嵌入在密封盖3-1内的A磁吸产生较强力的异极性吸合,使电控模组5不因一般烈度的晃动而滑落。定位凹槽3-1-3的纵向深度、伸缩探针5-8在弹簧针套5-7内的最大行程、伸缩探针5-8顶端与BS基准面5-1-3之间的距离、B磁吸5-2的外端面与BS基准面5-1-3之间的距离,以上四个尺寸的确立需同时满足如下四项原则:第一,电控模组5与密封盖3-1的完全扣合是基于B磁吸5-2与A磁吸3-2之完全吸合;第二,两者完全扣合时,BS基准面5-1-3与罐体1的顶部之间须留存不小于1mm的间隙;第三,两者完全扣合时,伸缩探针5-8的行程须达到其最大行程的1/3…2/3;第四,伸缩探针5-8未受力时,其顶端与BS基准面之间须存在不小于1mm的间隙。

图8给出了本发明所涉测控回路的框图及其与外部设备的交互,其基本工作方式是:电路工作所需的电能由可充电电池BAT供给,BAT并通过保护电路EP向控温测量模组2供电。电控线路板5-4内的微控制器MCU与控温测量模组2内的各传感器之间,可选用灵活的接口组合(参见图7,但不必限于图7所给出的4种组合),获取拔火罐内的气温、气压、相对湿度,积算出表征值M。在此基础上,可通过电控线路板5-4上的无线收发芯片RFC,以Bluetooth或Wi-Fi或ZigBee通讯协议之一(不限于此三种通讯协议),将各种数据(实时气温、气压、相对湿度、绝对湿度、表征值M)传送给手机MP或其它通讯终端TM,以记录和显示这些数据。同时,电控线路板5-4内的微控制器芯片MCU也可从手机MP或其它通讯终端TM获取为完成相关运算所需的系数设定值以及提示/告警限。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。

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