多功能3d针灸教学仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能3D针灸教学仪，包括3D透明仿真人模型及计算机，3D透明仿真人模型与计算机连接。3D透明仿真人模型设置有皮肤组织、肌肉组织、骨骼组织、脏器组织、血管组织、大脑组织等全部人体器官。并在组织内及组织间埋设人体经络线及穴位点。组织、经络线、穴位点内设置有导线、发光装置、压力传感器及针刺传感器。3D透明仿真人模型设置在一底座上，底座设置有控制电路，上述导线、发光装置、压力传感器、针刺传感器电连接到控制电路，控制电路设置中央处理器，并通过接口计算机连接。
【专利说明】
多功能3D针灸教学仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种中医针灸教学仪器，特别涉及一种结合声、光、电及计算机技术的3D人体针灸教学仪。
【背景技术】
[0002]针灸是中医学的重要组成部分之一，是基于汉民族文化和科学传统所产生的宝贵遗产。用于针灸教学的人体针灸模型在中国也有悠久的历史。迄今为止发现的最早的人体针灸模型是距今1000多年“天圣铜人”。其高度及形体与正常成年人相近，胸背前后两面可以开合，体内雕有脏腑器官，铜人表面镂有穴位，穴旁刻题穴名。以黄蜡封涂铜人外表的孔穴，其内注水银。如取穴准确，针入而水银流出；取穴不准，针不能刺入。该铜人在当时对于针灸的学习起到了巨大的作用。
[0003]目前在国内，也有用于辅助针灸教学的人体模型出现，最常见的针灸人体模型大都用塑料或是橡胶等材料改良制作，在人体模型表面刻以经络路线以及穴位并标注穴名，方便查看经络及穴位分布。这些实体模型的总的特点是:直观、便携，学员可以近距离观察每个穴位的位置，且材质较轻，体积较小，便于携带。但是每个穴位的精确位置和深度还需要根据传统中医的定位语言以及穴位的特点来寻找。而且这种实体模型也不便于查找某个未知穴位的位置，在穴位位置不明的情况下可很难找见穴位。在教学与训练上也不能给出准确的评定结果。
[0004]本实用新型设计人设计了一种可进行近似真人实体的揣穴教学仪，不用完全按照模型体表定位标志来取穴。可以按照各自的骨度分寸及其解剖特点取穴定位，具有类似真人的材质以及内部结构，肌肉骨骼标志可触，并在必要时可视。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种多功能3D针灸教学仪，其具有与真人相仿的身体穴位结构及经络结构，并根据不同部位器官设置不同的颜色及不同的透明度，具有发光显示功能，具有揣穴及针刺感知功能，具有模拟针灸教学的较好效果。
[0006]本实用新型的多功能3D针灸教学仪包括3D透明仿真人模型和计算机，所述3D透明仿真人模型与计算机连接。所述3D透明仿真人模型按一般标准体型人体相同比例呈平躺状设置在一底座上；3D透明仿真人模型按在人体内部位设置有皮肤组织、肌肉组织、骨骼组织、脏器组织、血管组织、大脑组织等全部人体器官。并在组织内及组织间埋设人体经络线及穴位点；组织、经络线、穴位点内设置有导线、发光装置、压力传感器及针刺传感器。底座设置有控制电路，上述导线、发光装置、压力传感器、针刺传感器电连接到控制电路，控制电路设置中央处理器，中央处理器通过接口与计算机连接。
[0007]上述所述的3D透明仿真人模型各组织材料和结构如下:
[0008]全身皮肤及皮下组织采用桃肉色半透明PVC软质材料，各部位厚度依部位特点而走，躯干、四肢部约0.5cm，头、面、手足部约0.3 cm，皮下设置针刺传感器；
[0009]肌肉采用仿真珊瑚色半透明PVC软质材料，附着于骨骼，肌肉表面覆盖针刺传感器，内部置珊瑚色光源；
[0010]躯干及四肢骨骼采用象牙色不透明PVC硬质材料，头颅骨骼采用透明PVC硬质材料，骨骼表面覆盖针刺传感器，并设置象牙色光源；
[0011]颅骨内部为大脑组织，采用透明PVC软质材料，内部不同部位设置不同颜色的彩色光源，各部位表面覆盖针刺传感器；
[0012]脏器采用不透明PVC软质材料，脏器表面覆盖针刺传感器，内部设置脏器颜色光源；
[0013]血管，动脉采用纯红色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器，并设置纯红色光源，静脉采用纯蓝色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器，并设置纯蓝色光源。
[0014]上述所述的经络线为12条经脉及奇经八脉循行通道压刻于皮下，经络线内置不同颜色的彩色电光源，其中穴位处为白色电光源;在仿真人底座上设置相应颜色光源的控制按钮，分别控制代表12条经脉、奇经八脉、12经脉循行及经外奇穴;所述仿真人模型腧穴包含361个经穴及48个经外奇穴，穴位按标准位置置于皮下经脉循行通道中，穴位处设置压力传感器、红色激光及语音发生装置。
[0015]上述所述的经络循环流行的控制结构采用单片机控制的LED显示灯作为发光装置，控制结构连接中央处理器，分别通过总线接口建立与各经络、穴位的LED灯连接，并设置模型自身按钮控制及无线遥控控制两种模式。
[0016]上述所述的使用的针刺传感器的设置部位为相应穴位处及相应器官的外侧，为导电膜传感器，包覆在相应器官外侧及相应穴位外侧，以银针刺穿为触发信号。
[0017]上述所述的压力传感器的设置部位为相应穴位处，压力传感器感应面积大小为I厘米左右，按压感应深度为头面部0.3厘米左右，躯干部0.5厘米左右。
[0018]由于本实用新型的教学仪的3D仿真人体模型使用不同材质制作不同的部位和器官，可以是实现局部可视化，因而可以方便的直接感知人体的生理解剖结构。经络线、穴位点及相应器官设置不同颜色的发光装置，可以方便的指示提示穴位位置，方便的显示针刺效果。与计算机结合后能更好的实现教学效果。各器官、经络、穴位设置压力传感器及针刺传感器，可以感知揣穴与针刺结果，进而做出效果评定。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的多功能三维针灸教学仪组成示意图；
[0020]图2为本实用新型的3D透明仿真人模型局部透视结构示意图；
[0021 ]图3为本实用新型的穴位点的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]本实施方案为通过多功能3D仿真人教学模型与计算机系统的构图软件相结合的方式。使用无色透明PVC、珊瑚色半透明PVC软质材料，象牙色不透明PVC硬质材料，控制电路板，不同颜色光源，LED灯，无色透明导线制成仿真人3D针灸模型仪。
[0023]如图1所示，本教学仪由3D透明仿真人模型3和计算机6对接构成。
[0024]如图1、2所示，所述3D透明仿真人模型以半身模型状态进行描述。3D透明仿真人模型3设置在底座I上，模型与真人标准体型相同，呈平躺状设置在底座上，3D透明仿真人模型3设置有皮肤组织、肌肉组织、骨骼组织、脏器组织、血管组织、大脑组织等全部人体器官。并在组织内及组织间埋设人体经络线5及穴位点4。组织、经络线5、穴位4内设置有导线、发光装置、压力传感器及针刺传感器。底座I设置有控制电路，上述导线、发光装置、压力传感器、针刺传感器电连接到控制电路，控制电路设置中央处理器，并通过接口可与计算机连接6。底座I上设置多个控制按钮2。底座上有多个功能按钮，分别控制启动揣穴模式、启动针刺模式、连接计算机、开启音响、经络循行等功能。
[0025]仿真人以身高为168cm男性为例进行说明。全身皮肤及皮下组织采用桃肉色半透明PVC软质材料，各部厚度视具体部位而定，躯干四肢部较厚约0.5cm，头面手足部较薄约
0.3cm。这种材料手感真实，且针刺后不留针孔，经久耐用，可以达到与真人相仿的效果。
[0026]肌肉采用仿真珊瑚色半透明PVC软质材料，附着于骨骼，肌腱筋膜可视。骨骼采用象牙色不透明PVC硬质材料(头颅骨除外)。
[0027]头颈部
[0028]骨骼:仿真头颅骨骼采用透明PVC硬质材料，可视内部脑组织结构。其下连接7节颈椎，采用象牙色不透明PVC硬质材料，每节颈椎为独立椎骨，包括椎体、棘突和横突。椎骨中间由软质材料制成的椎间盘连接，其生理弯曲与正常人体结构一致。其外附着前纵韧带、后纵韧带及黄韧带。骨骼表面覆盖针刺传感器，并设置象牙色光源。
[0029]肌肉:其上主要附着表情肌、咀嚼肌、胸锁乳突肌、舌骨上肌、舌骨下肌、前斜角肌、中斜角肌、后斜角肌等肌肉，肌肉表面覆盖针刺传感器，内部置珊瑚色光源。
[0030]脑:颅骨内部为脑，采用透明PVC软质材料，内部置不同颜色彩色光源。分为端脑，包括额叶，设置成粉红色;顶叶设置成紫红色;颞叶设置成紫色;枕叶设置成中蓝色；岛叶设置成青色。间脑设置成春绿色;小脑设置成橄榄色；中脑设置成橙色;脑桥设置成沙棕色;延髓设置成深红色。各部分表面覆盖压力传感器，其中为保护主要部位，延髓表面还覆盖针刺传感器。
[0031]眼部:采用仿真进口PVC软质材料，其主要结构包括眼球壁的三层膜(外膜、中膜和内膜)和填充内部的主要折光体、晶状体和玻璃体等。眼动脉、眼静脉分别采用红色、蓝色PVC软质材料埋于眼球后部相应位置，各部位表面覆盖针刺传感器。
[0032]血管:头颈部主要大动脉包括颈内动脉、椎动脉、大脑基底动脉环、脊髓前动脉和脊髓后动脉。采用纯红色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器及纯红色光源。主要静脉包括颈内静脉、颈外静脉、锁骨下静脉，采用纯蓝色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器及纯蓝色光源。其他小动脉、小静脉及毛细血管不再单独制作标识。
[0033]躯干部
[0034]骨骼:包括椎骨(同颈椎)、肋和胸骨。表面覆盖针刺传感器及象牙色光源。
[0035]肌肉:包括斜方肌、背阔肌、肩胛提肌、菱形肌、竖脊肌、胸大肌、胸小肌、前锯肌、肋间外肌、肋间内肌、膈肌、腹直肌、腹外斜肌、腹内斜肌、腹横肌、腹直肌鞘、腹筋膜。肌肉表面覆盖针刺传感器，内部置珊瑚色光源。
[0036]脏器:包括肺设置成钢蓝色、心脏设置成深红色、肝设置成砖红色、胆社会自称橄榄色、脾设置成重褐色、胃设置成克力色、胰设置成番茄红色、大肠设置成印度红色、小肠设置成淡珊瑚色、肾设置成栗色、膀胱设置成秘鲁色。均采用不透明PVC软质材料，脏器表面覆盖针刺传感器，内部置与脏器同颜色光源。
[0037]血管:主要大动脉包括升主动脉、降主动脉、胸主动脉、腹主动脉、髂总动脉，采用纯红色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器及纯红色光源。
[0038]四肢部
[0039]骨骼:包括锁骨、肩胛骨、肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨、指骨、髋骨、股骨、髌骨、胫骨、腓骨、跗骨、趾骨、跖骨。表面覆盖针刺传感器及象牙色光源。
[0040]肌肉:上肢肌包括肩部肌、臂肌、前臂肌和手肌，主要有三角肌、肱二头肌、肱肌、喙肱肌、肱三头肌。下肢肌可分为髋肌、大腿肌、小腿肌和足肌，主要有髂腰肌、梨状肌、闭孔内肌、臀大肌、臀中肌、臀小肌和闭孔外肌、股四头肌、缝匠肌、耻骨肌、长收肌、短收肌、大收肌、股薄肌、半腱肌、半膜肌等。表面覆盖针刺传感器，内部置珊瑚色光源。
[0041]血管:主要大动脉包括腋动脉、肱动脉、尺动脉、桡动脉、股动脉、胭动脉、胫后动脉、胫前动脉等，采用纯红色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器及纯红色光源。
[0042]经络线与穴位设置
[0043]将12条经脉及奇经八脉循行通道压刻于皮下相应的穴位和经脉处，内置不同颜色彩色光源，穴位处为白色光源。在3D仿真人底座设置22个光源按钮，分别控制手太阴肺经，设置成纯蓝色;手阳明大肠经，设置成粉红色；足阳明胃经，设置成金色；足太阴脾经，设置成纯绿色;手少阴心经，设置成天蓝色;手太阳小肠经，设置成紫罗兰色；足太阳膀胱经，设置成金菊黄色；足少阴肾经，设置成黄绿色;手厥阴心包经，设置成暗青色;手少阳三焦经，设置成玫瑰红色；足少阳胆经，设置成橙色；足厥阴肝经，设置成淡绿色；督脉，设置成纯黄色;任脉，设置成靛青色;冲脉，设置成深橙色；带脉，设置成栗色；阴跷脉，设置成暗蓝色；阳跷脉，设置成洋红色；阴维脉，设置成暗绿色；阳维脉，设置成深红色；12经脉循行；经外奇穴。
[0044]经络线5和穴位点4光源装置为发光二极管，经络线5与穴位点4发光二极管通过导线与控制电路连接。经络循环流行的控制采用单片机控制LED显示灯的原理。此控制系统分为两级控制网络，分别为遥控器控制电路板和模型身载控制电路板。遥控器电路板上集成的功能和装置有:遥控器供电装置，14条经络的控制按钮，三维模型的启动与关闭按钮，红外线发射装置，中央处理器。模型身载控制电路板上集成的功能和装置有:红外线接收装置，中央处理器，连接各个LED灯的并行线接口。
[0045]仿真人模型腧穴包含361个经穴及48个经外奇穴，其定位标准参照《世界卫生组织标准针灸经穴定位》及“杨甲三取穴经验”。穴位标准位置置于皮下经脉循行通道中。穴下设置压力传感器、红色激光发生装置。
[0046]如图3所示，是本实用新型的穴位点4结构示意图。穴位点设置呈一种腔体7的状态，腔体7内可以装设随环境温度变化小的液体(比如纯净水)或者气体8并密封，并在腔体7内设置有压力感应器10、发光装置9，同时在该腔体7外侧设置导电膜层作为针刺传感器使用。穴位点埋设在人体模型内部，穴位点压力感应器的敏感度为:当对穴位直径Icm范围内施加按压一定深度，躯干四肢部大于0.5cm，头面手足部大于0.3cm，持续时间大于5秒钟的压力时，将激活穴下压力传感器，并触发激光及语音系统。激光沿与皮肤垂直方向由体内射出(风池穴由鼻尖方向稍向上射出)，根据不同的穴位深度设定激光不同的光线射程，使其达到体表位置即可。同时该穴位相关的解剖结构涉及的肌肉、血管、脏器等将点亮。而打开音响时，则自动启动语音系统提示，播放:“取穴正确，并播报穴位名称及国际编码。”
[0047]仿真人模型皮层采用半透明材料，肌肉采用半透明材料，针下解剖结构未激活传感器时不可视。
[0048]针刺传感器分为多层导电膜层，其中第一层位于皮下层，第二层为包覆在穴位、肌肉、骨骼、血管及其它组织外侧的导电层。该导电层可直接使用透明导电橡胶制作而成。
[0049]针刺时针尖穿透皮层，激活皮下针刺传感器，若没刺到危险组织及器官而刺穿穴位腔体上的导电膜，则该穴位相应的解剖结构点亮自身颜色。针刺时针尖穿透皮层，激活皮下针刺传感器，并刺到危险组织及器官，则该穴位相应的解剖结构不点亮，且被损害的组织及器官点亮警告颜色。
[0050]当针刺穴位时，银针穿透皮肤处设置的针刺传感器，再刺穿设置在穴位上的针刺导电膜时，属于针刺穴位正确，触发语音和闪光系统，播报取穴准确且点亮发光系统。
[0051 ]本教学仪在工作时。首先打开本教学仪，如需要查看各经络循行路线及穴位，可以分别使用各经络循行按钮，当打开相应经络循行时，会看到在该透明模型内的经络线闪烁和穴位的LED顺次点亮的效果，揭示相应经络的循行路线及穴位位置。
[0052]当要查看经脉流注演示时，打开经脉流注按钮，模型单片机控制依次点亮全部经络循行、穴位及奇经八脉的光源，进而揭示人体经络结构。
[0053]进行揣穴教学时，打开揣穴教学模式，然后按压相关穴位，当按压准确时将触发穴位处的压力感应器，控制打开穴位激光系统和语音系统，显示和播报揣穴准确。如果揣穴不准确时则不触发上述系统，需要进一步揣穴。
[0054]进行针刺教学时，打开针刺教学模式，然后针刺相关穴位，当针刺准确时将触发穴位处的针刺传感器，控制打开穴位发光装置和语音系统，显示和播报针刺准确。如果针刺不准确时则不触发上述系统，需要进一步针刺。
[0055]本实用新型的实施方案可以使用普通的计算机系统，通过3D技术在计算机系统内建设仿真人模型的模拟3D动画影像。并将该该计算机内的仿真人模型的3D动画影像与上述的透明仿真人模型建立连接，并实现一一对应的逻辑关系。
【主权项】
1.一种多功能3D针灸教学仪，其特征在于:包括3D透明仿真人模型和计算机，所述3D透明仿真人模型与计算机连接;所述3D透明仿真人模型按一般标准体型人体相同比例呈平躺状设置在一底座上;3D透明仿真人模型按在人体内部位设置有皮肤组织、肌肉组织、骨骼组织、脏器组织、血管组织、大脑组织、人体器官;并在组织内及组织间埋设人体经络线及穴位点；组织、经络线、穴位点内设置有导线、发光装置、压力传感器及针刺传感器;底座设置有控制电路，上述导线、发光装置、压力传感器、针刺传感器电连接到控制电路，控制电路设置中央处理器，中央处理器通过接口与计算机连接。2.根据权利要求1所述的多功能3D针灸教学仪，其特征在于:所述3D透明仿真人模型各组织材料和结构如下: 全身皮肤及皮下组织采用桃肉色半透明PVC软质材料，各部位厚度依部位特点而定，躯干、四肢部约0.5cm，头、面、手足部约0.3cm，皮下设置针刺传感器； 肌肉采用仿真珊瑚色半透明PVC软质材料，附着于骨骼，肌肉表面覆盖针刺传感器，内部置珊瑚色光源； 躯干及四肢骨骼采用象牙色不透明PVC硬质材料，头颅骨骼采用透明PVC硬质材料，骨骼表面覆盖针刺传感器，并设置象牙色光源； 颅骨内部为大脑组织，采用透明PVC软质材料，内部不同部位设置不同颜色的彩色光源，各部位表面覆盖针刺传感器； 脏器采用不透明PVC软质材料，脏器表面覆盖针刺传感器，内部设置脏器颜色光源； 血管，动脉采用纯红色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器，并设置纯红色光源，静脉采用纯蓝色不透明PVC软质材料，表面覆盖针刺传感器，并设置纯蓝色光源。3.根据权利要求1或2所述的多功能3D针灸教学仪，其特征在于:所述经络线为12条经脉及奇经八脉循行通道压刻于皮下，经络线内置不同颜色的彩色电光源，其中穴位处为白色电光源;在仿真人底座上设置相应颜色光源的控制按钮，分别控制代表12条经脉、奇经八脉、12经脉循行及经外奇穴;所述仿真人模型腧穴包含361个经穴及48个经外奇穴，穴位按标准位置置于皮下经脉循行通道中，穴位处设置压力传感器、红色激光及语音发生装置。4.根据权利要求3所述的多功能3D针灸教学仪，其特征在于:所述经络循环流行的控制结构采用单片机控制的LED显示灯作为发光装置，控制结构连接中央处理器，分别通过总线接口建立与各经络、穴位的LED灯连接，并设置模型自身按钮控制及无线遥控控制两种模式。5.根据权利要求1或2所述的多功能3D针灸教学仪，其特征在于:所述使用的针刺传感器的设置部位为相应穴位处及相应器官的外侧，为导电膜传感器，包覆在相应器官外侧及相应穴位外侧，以银针刺穿为触发信号。6.根据权利要求1或2所述的多功能3D针灸教学仪，其特征在于:所述的压力传感器的设置部位为相应穴位处，压力传感器感应面积大小为I厘米左右，按压感应深度为头面部.0.3厘米左右，躯干部0.5厘米左右。
【文档编号】G09B23/28GK205680344SQ201620253384
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年3月30日 公开号201620253384.2, CN 201620253384, CN 205680344 U, CN 205680344U, CN-U-205680344, CN201620253384, CN201620253384.2, CN205680344 U, CN205680344U
【发明人】高颖, 李晋玉, 李雁
【申请人】高颖, 李晋玉, 李雁