小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，首先，采集捏脊医生捏起小儿皮肤时相对应的捏脊手指压力信号；接着，将采集到的各手指压力信号经过放大、滤波、采样保持以及A/D转换后，获得各手指压力的数字信号；然后，由下位机对采集到的各手指压力的数字信号进行处理后，并将上述的数字信号传送至上位机；最后，上位机结合患者脊柱上捏脊前后的温度变化值以及各手指压力的数字信号值，采用数据挖掘与融合算法或/和现代智能优化算法，建立小儿捏脊手法数据库，以便建立小儿捏脊手法专家系统，实现小儿捏脊手法的学习、成绩评定以及安全标准的制定等，为小儿捏脊疗法的客观化、标准化、规范化，并最终实现数字化、自动化提供技术支持。
【专利说明】小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中医针灸小儿推拿领域，更具体地说，是涉及一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法。
【背景技术】
[0002]推拿作为祖国传统医学的一个重要组成部分，起源于古老的民间。“推拿”这一名称，最早见于明代龚云林的《小儿推拿活婴秘旨》，张介宾的《类经》注释亦有引用。魏、晋、南北朝时期，导引按摩作为养生寿世的重要手段受到世人的推崇。隋、唐时期是按摩推拿发展史上最为辉煌的时期，按摩推拿不再仅仅流传于民间，而且也成为太医署的重要组成之一。宋、金、元时期虽然战乱频繁，但按摩推拿仍在民间广为流传，且其理论与实践还继续得到丰富。明代的按摩又有了新的发展，尤其是小儿按摩的进步更为突出，“小儿推拿”从此登上历史舞台。小儿患病的特点是叙述不清，服药困难，哭闹拒刺，因此小儿推拿是在成人按摩术的长期经验积累中应运而生。小儿推拿名家临床取穴时多采用小儿的特殊穴位，小儿穴位有“点”、“面”、“线”的特点。由于小儿具有脏腑娇嫩，穴位敏感的特点，所以特定的推拿手法可以最大程度的调动小儿自身调节能力，达到防病治病的作用。小儿推拿在理论上吸收了传统中医理论儿科学的精华，在治疗手段上继承了推拿的特点，并在此基础上进行发展和创新。小儿推拿手法能提高小儿机体的免疫能力，改善胃肠消化功能，跟药物相比无毒副作用、无痛苦，效果也很好，很容易被患儿家长接受。
[0003]小儿推拿流派较多，操作手法不尽相同，其理论、手法、穴位不同于成人，大多穴位集中于前臂，一些手法的机理不能用经络理论等中医理论解释清楚，而小儿推拿技法的临床作用机制研究几乎空白，如对手法的量化研究，20世纪90年代复旦大学与上海中医药大学合作，通过“中医推拿摆动类手法动力学分析”推导出手法的动力学方程，然而对于小儿推拿的研究，还需要更进一步的深入研究。例如推拿方向、频率、力度、时间以及补泻手法达多少才会有最佳疗效，又不产生负作用且安全性符合要求，还需要多学科的交叉研究。为此选择小儿捏脊疗法作为研究对象，力争从理论上完善和发展了小儿捏脊疗法，通过研发一个小儿捏脊手法特征参数采集与分析方法，获取小儿推拿捏脊治疗过程中手法的推拿方向、频率、节率、力度、时间以及补泻手法的特征参数，运用信息整合方法进行数据融合、挖掘分析，为运用现代科学手段逐步揭示此手法的作用机理等提供技术支持。通过各小儿捏脊名家的学术争鸣和特色经验和技法的总结，可使此手法在客观化、标准化和规范化方面迈上一个新台阶，在丰富小儿推拿的学术思想同时，充实小儿捏脊疗法内容，为小儿捏脊注入新的生命力。
[0004]小儿捏脊治疗疾病 的机理，源于经络学说。人体以背腹分阴阳，背为阳，腹为阴，脊在背部正中，乃督脉所循行之处。督脉循行起于下极之输，并入脊里。上至风府、入脑、上巅、循额至鼻柱，故而捏此部位，能促使督脉与冲脉、任脉相接，阴阳协调。且脊柱两侧为足太阳膀胱经所统，脊旁1.5寸多布有脏腑的背俞穴，脏腑有病能影响经络，而经络有病可内传脏腑。脏腑有病常反应在足太阳膀胱经的背俞穴上，相应的俞穴出现压痛、酸痛等症状。小儿捏脊疗法作用于督脉及膀胱经上，使其舒通经脉，平衡阴阳，调理气血，以达安和脏腑、培补元气、治病健身的目的。
[0005]现代医学认为，小儿捏脊疗法是通过手法的机械刺激直接施治于人体体表而起着治疗作用。首先通过刺激体表局部组织，增加局部供血，改善微循环，改善细胞供氧和代谢，减少有害物质的产生。其次手法刺激通过感觉神经纤维传至下丘脑，其冲动引起下丘脑分泌和释放各种激素，调节内分泌系统；感觉神经传入脊髓的脑干，通过导水管周围灰质的胶状质释放脑啡肽，有很强的镇痛作用；手法的刺激还可以调节人体免疫系统的功能，维持人体防御机能的平衡。
[0006]近年来，随着计算机信息理论的发展，如黑箱理论、数据挖掘、人工智能等由于其较好地符合中医药学体系的全息性、系统性和非线性等特性，所以已经被应用于一些中医药专业领域。然而，要精准获取小儿捏脊手法的实时动态特征参数的数据值进行深入的信息整合分析还存在较大的困难，例如所捏皮肤多少要适当，捏多不易推进，捏过少则易于滑脱；针对某一疾病做什么样的补泻手法操作才是最恰当的；所选传感器表面面积的大小、安放位置的前后多少才适合每个医生的正确数据获取；数据获取后采用什么信息整合方法才能够得到正确的信息和知识等等，这些都在很大程度上限制了中医推拿事业传承和发展。况且，随着临证经验的不断积累，小儿捏脊疗法也融合了医生个人不少体会，在此基础上对小儿捏脊的手法也有许多的出入，这些不同的手法对临床疗效有没有影响？哪一种又是最优秀的方法？或是几种捏法并无差别？另外，对于各种疾病的辨证治疗，是否小儿捏脊对各种适应症的任何症型都有效？临床是否需要加用内服药才有明显的疗效？这些均应该进行客观化、标准化、规范化的临床研究以做出结论，以便对临床能起到较为系统的指导作用，并最终为实现小儿捏脊疗法的数字化、自动化提供技术支持。
[0007]为此，研发一个小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法。根据不同小儿推拿捏脊手法，将传感器安放在 需要采集手法参数的医生手指的有效位置，通过将采集信号转换为电信号，并经过放大滤波，让电信号经采样保持、A/D转换后被采集进下位机，再通过RS232串口连接到上位机，将数据传递到数据库，由软件进行信息整合、获取知识。通过完成一个小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法来获取小儿捏脊手法特征信息和知识的方法尚未见相关文献、专利报道。
【发明内容】
[0008]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，根据不同小儿推拿捏脊手法，将传感器安放在需要采集手法参数的医生手指的有效位置，通过将采集信号转换为电信号，并经过放大滤波，让电信号经采样保持、A/D转换后被采集进下位机，再通过RS232串口连接到上位机，将数据传递到数据库，由软件进行信息整合、获取知识。
[0009]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0010]一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，该方法的具体步骤为:
[0011]A.采集捏脊医生捏起小儿皮肤时相对应的捏脊手指压力信号；
[0012]B.将采集到的各手指压力信号经过放大、滤波、采样保持以及A/D转换后，获得各手指压力的数字信号；[0013]C.由下位机对采集到的各手指压力的数字信号进行处理后，并将上述的数字信号传送至上位机；
[0014]D.上位机结合患者脊柱上捏脊前后的温度变化值以及各手指压力的数字信号值，采用数据挖掘与融合算法或/和现代智能优化算法，建立小儿捏脊手法数据库。
[0015]所述步骤A的具体步骤为:
[0016]采用二指捏脊法时，医生双手呈握拳状，以食指中节的背侧紧贴于患者脊柱两侧，拇指伸直前置，并对准食指中节桡侧掌面，而后将皮肤捏起，并轻轻挤压、捻动，双手交替，缓慢移动向前，通过在拇指指端掌面与食指中节桡侧掌面安装大小匹配的压力传感器；
[0017]或者，采用三指捏脊法时，医生双腕下垂拇指伸直，拇指指面向前，与食、中两指指面相对，以拇指指端掌面分别紧贴于患者脊柱两侧，食、中两指与拇指相对用力将皮肤捏起，并轻轻挤压、捻动，双手交替，缓慢移动向前，通过在拇指指端掌面与食、中两指接触面安装大小匹配的压力传感器。
[0018]所述压力传感器采用应变电桥电路。
[0019]所述步骤B中的信号放大采用差分输入放大器。
[0020]所述步骤B中的信号滤波采用巴特沃兹滤波器。
[0021]所述步骤D进一步包括以下步骤:
[0022]对小儿捏脊手法数据库中的数据进行归一化处理之后，运用灰色关联分析，发现在整个治疗过程中，那一步是对整个治疗过程影响最大；
[0023]或者，采用加权平均法求得某个医生在整个治疗期间的平均频率、节率数值和平均力的大小；
[0024]又或者，运用神经网络、多元逐步回归或粗糙集理论分析影响患者脊柱上的温度值变化的主要是由哪些手指接触面捏脊产生的；
[0025]又或者，通过关联算法分析平均频率、节率数值与患者脊柱上哪些穴位点的温度值存在多元隐性相关性；
[0026]又或者，收集不同流派的捏脊医生的小儿捏脊手法特征参数，运用聚类分析算法，去寻找其中存在有哪些相似的聚类，即这些流派能够聚合成几类，以便确定不同流派中的相似流派；
[0027]又或者，采用分类算法以及支持向量机分析不同手法流派人群中按频率、节率和力进行分类的情况，即这些流派在小儿捏脊治疗中有没有在频率、节率和力量以及补泻手法的使用上相似的流派。
[0028]与现有技术相比，采用本发明的一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，施于小儿的脊柱，善治小儿“疳积”，其有两种操作方法，收效神奇。在医者与小儿脊柱两侧与两种手法的每个手指接触面之处安装传感器，使其在手法操作过程中，可将相关变化信号转换成电信号，且经放大滤波，将模拟电信号经A/D转换，得到相应的数字信号，并送入单片机(下位机)，下位机再将获取的数字信号通过RS232通讯串口传送到PC机(上位机)，上位机通过软件构建小儿推拿捏脊手法特征参数的知识库，获取小儿捏脊手法在治疗过程中的各种特征参数，并将在治疗过程中用红外热像仪采集到的患者脊柱上的温度值也输入数据库，通过运用相关数据挖掘、融合算法对这些特征参数进行信息整合，以便建立小儿捏脊手法专家系统，实现小儿捏脊手法的学习、成绩评定以及安全标准的制定等，为小儿捏脊疗法的客观化、标准化、规范化，并最终实现数字化、自动化提供技术支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明的实施例的流程示意图；
[0030]图2为本发明的实施例的原理示意图；
[0031]图3为本发明的实施例中的压力传感器的应变电桥电路示意图；
[0032]图4为本发明的实施例中的差分输入放大器电路示意图；
[0033]图5为本发明的实施例中的不同级数的巴特沃兹滤波器的频率响应示意图；
[0034]图6为本发明的实施例中的二指捏脊法的示意图；
[0035]图7为本发明的实施例中的三指捏脊法的示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0037]小儿推拿的作用可以概括为:平衡阴阳、调和脏腑、疏通经络、行气活血、扶正祛邪。穴位与经络的治 疗功能，已被现代临床医学所证实。穴位即为经络上的最重要点，通过刺激穴位，就可以起到调整经络气血、平衡阴阳的作用。正气自然充足，正气存内，则邪不可干，通过经络的联系，使其体内相应的脏腑产生相应的生理变化，从而达到治疗疾病的作用。大量的临床实践证明，小儿推拿确有增强免疫功能的作用，同时，还可以保证小儿气血充盈，饮食不偏，食欲旺盛、发育正常等。临床证明，小儿推拿对小儿常见病、多发病都有较好的疗效，尤其对于消化道疾病效果更佳。对许多慢性病、疑难病也有比较好的疗效。小儿推拿是一种单纯的手工理疗手法，是一种有利无害的治疗方法，完全符合当今医学界推崇的“无创伤医学”和“自然疗法”的要求。
[0038]脊柱既是支撑人体的骨性主干，又是脑、脊髓通向躯体各脏器、组织发出神经根的地方和通道，每对脊神经都含有躯体感觉、内脏感觉纤维和躯体运动、内脏运动纤维四种纤维成分，躯体感觉纤维的中枢突形成脊神经后根进入脊髓，周围突形成脊神经的躯体感觉成分，分布于皮肤、骨骼肌、腱和关节，将浅感觉和深感觉的冲动传入中枢。内脏感觉纤维的中枢突形成脊神经后根进入脊髓，周围突分布于心、血管、内脏和腺体，将来自这些结构的感觉冲动传入到中枢。躯体运动纤维支配骨骼肌的运动，内脏运动纤维支配平滑肌、心肌的运动和控制腺体的分泌。提捏背部皮肤产生的刺激信息通过脑和脊髓的传导通路，对中枢神经和周围神经进行双向调节。此外脊柱两侧的交感干发出分支到体内各脏器。较强的刺激兴奋交感神经，抑制副交感神经；柔和的刺激抑制交感神经，兴奋副交感神经，起着强弱、交替的调节作用。产生复杂多样的神经体液变化，调整内环境，达到治疗目的。
[0039]小儿捏脊疗法与推拿按摩疗法一样，都是通过手法刺激人体体表的某些特定部位，产生解剖学、生物力学、生物化学、生物电变化以及循环系统等方面不同程度的变化，由于这些方面的变化，促进人体内部的各种生理机能趋向正常，消除病理变化，达到增强人体体质，治疗保健的目的。捏脊疗法主要是力的作用，这种力主要是捏、拿、推等产生的力，也可以是捻、提、揉等产生的摩擦力，根据能量转换定律，一个物体向另外一个物体做功，另外一个物体在接受力的同时，也就获得了能量。能有动能、势能、化学能、热能、电能、磁能等，能与能之间的转化使捏脊手法作用于体表的动能转化成热能，是局部皮肤发热，毛细血管扩张，血液循环加快，也可以转换成电能，引起人体神经系统产生生物电的变化，通过神经体液的调节，使体内各系统发生生理、病理的变化，其能量的转化过程是复杂多变的，当然最直接的变化是手法的力量使局部解剖学方面的变化。目前，对小儿捏脊疗法临床作用机制研究几乎空白，所以为了实现对小儿捏脊疗法的客观化、标准化、规范化的量化研究，以便对临床能起到较为系统的指导作用，最终为完成小儿捏脊疗法的数字化、自动化提供技术支持。
[0040]实施例
[0041]请参阅图1、图2所示一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，具体步骤如下:
[0042](1)、制作位置、大小符合小儿捏脊专家的接触手指接触面积的传感器，并根据不同手法，将这些压力传感器固定到小儿捏脊专家手指的接触面上，将采集到的力变化信号转换成模拟电信号；
[0043](2)、将采集到的力变化之模拟电信号经过放大、滤波、采样保持和A/D转换，得到力变化之数字电信号；
[0044](3)、由下位机把采集到的力变化之数字电信号进行处理，并由RS232通讯串口把此信号上传到上位机；
[0045](4)、上位机把获取的数字信号储存到数据库，运用软件进行信息整合和知识获取，并完成知识同化。
[0046]上述步骤(1)中所述的小儿捏脊专家的接触手指上接触的传感器安装要点，其操作步骤如下:
[0047](11)、(如图6所示的二指捏脊)医生双手呈握拳状，以食指中节的背侧紧贴于患者脊柱两侧，拇指伸直前置，并对准食指中节桡侧掌面，而后将皮肤捏起，并轻轻挤压、捻动，双手交替，缓慢移动向前。通过在拇指指端掌面与食指中节桡侧掌面安装大小合适的压力传感器；
[0048](12)、(如图7所示的三指捏脊)医生双腕下垂拇指伸直，指面向前，与食、中两指指面相对，以拇指指端掌面分别紧贴于患者脊柱两侧，食、中两指与拇指相对用力将皮肤捏起，并轻轻挤压、捻动，双手交替，缓慢移动向前。通过在拇指指端掌面与食、中两指接触面安装大小合适的压力传感器。
[0049](13)、将采集到的力变化信号转换成模拟电信号，由屏蔽线连接输出。
[0050]上述步骤(2)，将采集到的力变化之模拟电信号经过放大、滤波、采样保持和A/D转换，得到多路采集的力变化之数字电信号。其操作步骤如下:
[0051](21)、将压力变化之模拟电信号，进行放大、整形得到符合要求的电压变化信号。
[0052](22)、通过滤波电路将噪声信号去除，将符合要求的电压变化信号取出。
[0053](23)、通过多路采样保持和A/D转换电路模块，将多个符合要求的模拟电信号转换为数字电信号。
[0054]上述步骤(3)，由下位机把采集到的力变化之数字信号进行储存处理，并由RS232通讯串口把此信号上传到上位机。其操作步骤如下:
[0055](31)、通过RS232通讯串口建立下位机和上位机的通讯。
[0056](32),下位机把采集到的力变化之数字电信号进行储存和处理。[0057](33)、上位机通过向下位机发送命令，让下位机把力变化之数字电信号上传到上位机。
[0058]上述步骤(4)中，上位机把收到的数字信号储存到数据库，进行信息整合。其操作步骤如下:
[0059](41)、上位机把从下位机发出的数字信号进行获取，并储存到数据库。
[0060](42)、运用软件实现数据挖掘、信息融合和建立最优化模型等知识获取工作，并完成知识同化。
[0061](43)、将获取的知识储存到知识库，以便建立专家系统，完成此疗法的客观化、标准化、规范化的量化研究，为实现小儿捏脊疗法的数字化、自动化提供技术支持。
[0062]再请参阅图3所示，其中第一桥臂接电阻应变片Rgl，其他三个桥臂接固定电阻R2、R3、R4。当应变片Rgl末发生应变时，由于没有阻值变化，电桥维持初始平衡条件的RglXR3=R2XR4，因而输出为零，即 eQ=A (Rgl X R3-R2 X R4) =0。
[0063]当应变片产生应变时，应变片产生Λ Rgl的电阻变化，电桥处于不平衡状态，此时，
[0064]
【权利要求】
1.一种小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，其特征在于: 该方法的具体步骤为: A.采集捏脊医生捏起小儿皮肤时相对应的捏脊手指压力信号； B.将采集到的各手指压力信号经过放大、滤波、采样保持以及A/D转换后，获得各手指压力的数字信号； C.由下位机对采集到的各手指压力的数字信号进行处理后，并将上述的数字信号传送至上位机； D.上位机结合患者脊柱上捏脊前后的温度变化值以及各手指压力的数字信号值，采用数据挖掘与融合算法或/和现代智能优化算法，建立小儿捏脊手法数据库。
2.根据权利要求1所述的小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，其特征在于: 所述步骤A的具体步骤为: 采用二指捏脊法时，医生双手呈握拳状，以食指中节的背侧紧贴于患者脊柱两侧，拇指伸直前置，并对准食指中节桡侧掌面，而后将皮肤捏起，并轻轻挤压、捻动，双手交替，缓慢移动向前，通过在拇指指端掌面与食指中节桡侧掌面安装大小匹配的压力传感器； 或者，采用三指捏脊法时，医生双腕下垂拇指伸直，拇指指面向前，与食、中两指指面相对，以拇指指端掌面 分别紧贴于患者脊柱两侧，食、中两指与拇指相对用力将皮肤捏起，并轻轻挤压、捻动，双手交替，缓慢移动向前，通过在拇指指端掌面与食、中两指接触面安装大小匹配的压力传感器。
3.根据权利要求2所述的小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，其特征在于: 所述压力传感器采用应变电桥电路。
4.根据权利要求1所述的小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，其特征在于: 所述步骤B中的信号放大采用差分输入放大器。
5.根据权利要求1所述的小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，其特征在于: 所述步骤B中的信号滤波采用巴特沃兹滤波器。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的小儿捏脊手法特征参数获取与分析方法，其特征在于: 所述步骤D进一步包括以下步骤: 对小儿捏脊手法数据库中的数据进行归一化处理之后，运用灰色关联分析，发现在整个治疗过程中，那一步是对整个治疗过程影响最大； 或者，采用加权平均法求得某个医生在整个治疗期间的平均频率、节率数值和平均力的大小； 又或者，运用神经网络、多元逐步回归或粗糙集理论分析影响患者脊柱上的温度值变化的主要是由哪些手指接触面捏脊产生的； 又或者，通过关联算法分析平均频率、节率数值与患者脊柱上哪些穴位点的温度值存在多元隐性相关性； 又或者，收集不同流派的捏脊医生的小儿捏脊手法特征参数，运用聚类分析算法，去寻找其中存在有哪些相似的聚类，即这些流派能够聚合成几类，以便确定不同流派中的相似流派； 又或者，采用分类算法以及支持向量机分析不同手法流派人群中按频率、节率和力进行分类的情况，即这些流派在小儿捏脊治疗中有没有在频率、节率和力量以及补泻手法的使用上相似 的流派。
【文档编号】A61H7/00GK103784151SQ201410020831
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】杨旭明, 倪红梅, 郭睿 申请人:上海中医药大学