测量手腕或脚踝经络阻抗的测量装置和测量方法与流程

[0001]
本发明总体地涉及医学中经络的经络阻抗测量技术。


背景技术：

[0002]
传统地，很多科学或者临床工作者已经进行了大量皮肤阻抗测量研究，并提出用于评估人体健康状况的一些方法和理论。
[0003]
1849年，德国人dubois-reymond首次发现人体皮肤具有电活性。1878年，瑞士的hermann和luchsinger发现出汗是影响皮肤阻抗(electrodermal activity or eda)的一个重要因素。1879年，法国的vigouroux发现皮肤阻抗和心理活动有关系，以上可参见文献1中的介绍。专利us2829638a中提出了通过测量皮肤阻抗的方法，来观察人体兴奋度和情绪的变化。
[0004]
除了皮肤阻抗在心理活动和情绪领域的应用，专利us4895163a采用两个固定点来测量人体的脂肪含量，专利us7603171b选取身体特定一些点的作为参考电极和测量电极用于肺癌诊断，专利us20150018707a1选取身体上的一些特征点，用于检测身体疼痛指标。
[0005]
另外，研究还发现皮肤阻抗会随着电源频率、测量时间长短、电极极化现象等而发生变化。根据文献2记载，典型的皮肤阻抗大小为每平方厘米500k欧。文献3的研究显示在1hz的电源下，皮肤阻抗值结果范围在10k欧到1兆欧之间。当频率增加到1mhz时，皮肤阻抗下降到300欧。
[0006]
20世纪50年代由日本中古义雄(yoshio nakatani)博士在病人身上进行测量时发现身体上有一些点的阻抗低于周围皮肤的阻抗。中古义雄等人把这些点叫做“良导点“。当把这些点连成线后，他们非常惊奇的发现，这些线跟中国传统医学中的经络相重合(文献4)。这样的经络图如图1所示。
[0007]
根据这一理论，中古义雄博士及其他后来的经络研究人员设计了经络测量仪。经络测量仪一般由两个电极组成:参考电极和测量电极。测量时，受测者手握参考电极(通常是一根金属棒)。测量电极则通常由医务人员手持，跟测量点接触(测量电极通常将湿棉花棒或棉花球装在一根一端带有金属导体凹槽的橡胶棒或塑料棒上，见图2)，从而探测不同穴位点的测量电极和手心参考电极之间的阻抗值。如上所述的经络测量仪的等效电路如图3所示。它测量的是介于握在在手心的参考电极和压在每条经络上的测量电极之间的阻抗。通过手心的经络包括手太阴肺经、手少阴心经、手厥阴心包经。而测量电极通常放在手上六条经络的穴位点上(手太阴肺经，手少阴心经，手厥阴心包经，手阳明大肠经，手太阳小肠经，手少阳三焦经)，或腿上六条经络的穴位点上(足太阴脾经，足少阴肾经，足厥阴肝经，足太阳膀胱经，足阳明胃经，足少阳胆经)。
[0008]
专利us3784908a提出了一种类似图2的专利，只是他的测量电极放在了受试者的拇指上。专利us us3971366a提出的技术是根据测量的阻抗值，去评估人体的健康水平，其参考电极是一个矩形或者圆形电极。专利tw515276u描述了一种改良了的经络仪。这个设计可以连续并且同时测量多条经络的阻抗值，并且用标准的电极片代替湿棉花电极。但是该
专利只使用一个参考电极用来测量所有的经络阻抗值。
[0009]
专利cn102805622a使用五电极法，参考电极为身上的一个小区域或者某个穴位，例如该文中提到的额中或者背部的大椎穴，其他穴位阻抗的测量值是以参考电极作为基准测量的。cn102949175a采用了无参考电极的测量方式，采用一种非侵入式电磁波检测装置，来评估人体经络的活跃度。其具体采集的信号专利中也没有进行详细描述。
[0010]
以前的经络测量仪虽然能定性的定位人体穴位，但是不适合高效定量的测量经络阻抗值，主要是因为：1)这些测量设备主要通过手动操作把测量电极按压到每一个测量点，每次只能测量一个穴位；2)由于人体是一个动态平衡的状态，相差几分钟测出来的数据都有可能有很大差别，所以原来那种手动测量方法，第一个穴位到最后一个穴位测量的时间差可能相差几分钟，因此这样的测量结果用来做经络平衡比较误差比较大；3)在以往用棉花球作为电极的测量过程中，棉花球的湿度前后会有变化，会造成一定的测量误差；4)在病人手动握住参考电极，或者医务人员手动把测量电极按压到测量点的过程中，难免会有电极与皮肤之间的相当明显的相对移动，加上医务人员按压力度的不稳定，会给测量带来较大的噪音；5)以往的测量，所有的阻抗测量一般都用一个参考电极，且参考电极的位置在测量过程中可能会变化，如把参考电极棒从左手换到右手，从而导致测量的不一致性；6)以往的设计，结构上很难设计成全天候检测的可穿戴式经络产品。


技术实现要素：

[0011]
针对现有技术的上述问题，提出了本发明。
[0012]
根据本发明的一个方面，提供了一个经络阻抗测量装置，其特征包括：至少一组测量电极，安放在手腕或者脚踝上，每组包括六个分别与待测量的六条对应经络相接触的测量电极；至少一个参考电极，每个参考电极对应于一组测量电极，安装在手腕或者脚踝上，每个参考电极与所述待测量的六条对应经络同时接触；至少一个用于测量测量电极和参考电极之间阻抗的经络阻抗测量单元；至少一个用于系统控制的微处理器；一个用于显示测量结果的阻抗显示单元；及一个用于存储测量结果的存储单元。
[0013]
可选地，参考电极成管状、手环形，适合于套在手腕或脚踝上，其内侧与对应的一组测量电极所测量的全部经络相接触。
[0014]
可选地，测量装置在应用时被戴在手腕上，所述六条对应经络为手太阳小肠经、手少阳三焦经、手阳明大肠经、手少阴心经、手厥阴心包经、手太阴肺经。
[0015]
可选地，所述测量装置在应用时被戴在脚踝上，所述六条对应经络为足阳明胃经、足少阳胆经、足太阳膀胱经、足太阴脾经、足厥阴肝经、足少阴肾经。
[0016]
可选地，所述测量装置为手环、手表、手套或脚环、袜子。
[0017]
可选地，测量装置为智能手表，测量电极和参考电极、导线集成在表带中，阻抗测量单元、微处理器、阻抗显示单元、存储单元布置于表壳内。
[0018]
可选地，参考电极呈现为管状或手环状，采用韧性材料制造。
[0019]
可选地，参考电极包括多片，各片之间用导线或其他导体相连，应用时，每片被放置在对应经络区域。
[0020]
可选地，测量装置包括四组测量电极和四个参考电极，两组测量电极和对应的两个参考电极适合于分别戴在两个手腕上，另外两组测量电极和对应的两个参考电极适合于
分别戴在两个脚踝上。
[0021]
可选地，四组测量电极和四个对应的参考电极的全部或部分用同一个阻抗测量单元。
[0022]
可选地，四组测量电极和四个参考电极分别有独立的阻抗测量单元。
[0023]
可选地，每组测量电极和对应的参考电极被放置在共同的管形载体上，管形载体在应用时被戴在手腕或脚踝上。
[0024]
可选地，测量电极和参考电极是银/氯化银电极。
[0025]
可选的，测量电极和参考电极是半干式的聚合物电极。
[0026]
可选地，测量电极和参考电极是可极化电极。
[0027]
可选地，测量电极和参考电极是不可极化电极。
[0028]
可选地，测量装置，如果只测量一路阻抗，包括放大滤波电路和a/d转换器；如果要测量多路阻抗，还包括选通器。
[0029]
可选地，可变电压输出单元施加在电极上的是交流电源，测量经络阻抗的交流特性，或是直流电源，测量经络阻抗的直流特性。
[0030]
可选地，阻抗测量单元采用专用的阻抗测量芯片。
[0031]
可选地，显示单元是本地显示器或远程的计算机显示器。
[0032]
可选地，存储单元是本地的存储器或远程的存储器。
[0033]
根据本发明的另一方面，提出了一种经络阻抗测量仪用来评估人体经络特性的装置，其特征在于包括：至少一组安放在手腕和/或脚踝上的，每组包括n个分别与n条对应经络相接触的测量电极和至少一个安装在手腕或者脚上的，与n条对应经络同时相接触的参考电极；至少一个阻抗测量单元用来采集并测量电路中的电信号，用于计算测量电极和参考电极之间的经络阻抗；至少一个用于系统控制的微处理器，用来选通测量通道对不同经络施加电压或者电流，用来控制阻抗测量单元测量经络阻抗，并用来控制存储不同经络上测量得到的经络阻抗值；一个用于显示测量结果的显示单元；及一个用于存储测量结果的存储单元；其中n大于等于2。
[0034]
根据本发明的另一方面，提出了一种测量手腕和/或脚踝人体经络阻抗的测量方法，其特征在于包括：加载电压/电流步骤，即在测量电极和参考电极之间施加电压或者电流，其中所述测量电极为至少一组，安放在手腕和/或脚踝上，每组包括n个测量电极，所述n个测量电极分别与手腕或脚踝上待测量的n条经络中的对应经络相接触，所述参考电极至少一个，每个参考电极对应于一组测量电极，安装在手腕或脚踝上，每个参考电极与所述n条经络相接触；阻抗测量步骤，即通过至少一个阻抗测量单元测量所述测量电极和参考电极之间的阻抗，所述阻抗测量单元包括用于选择测量哪个测量单元的选通器，或者包括n条通道的数据采集电路同时测量n条经络阻抗；微处理器利用选通器重复上述电压或电流施加步骤和阻抗测量步骤，或者依次控制n条通道的数据采集电路，从而得到不同测量电极或者参考电极之间的经络阻抗；以及显示并存储不同经络对应的阻抗数值；其中n大于等于2。
[0035]
本发明上述实施例解决和弥补了之前各类经络的多个缺陷和不足，具体至少具有以下优势：
[0036]
1)采用新型的参考电极，与多条(例如六条)经络同时相接触，使参考电极更适合于作参考基准点用来测量每条经络上的阻抗值，使系统的测量结果能更加客观的评估经络
之间的平衡度，为治疗方案提供更加科学化的指导；
[0037]
2)采用多个参考电极，对应于戴在手腕或脚踝上的每组电极，减少了仅仅利用一个穴位或者某一个手心接触参考电极，导致不同测量穴位所通过的人体通路不同而带来的测量误差；
[0038]
3)在一个实施例中，针对两个手腕和两个脚踝采用四个参考电极，而不是所有测量手腕和脚脘采用一个参考电极，使得本发明实施例的应用产品容易实现可穿戴产品设计，以达到长时间连续测量人体经络阻抗值的目的；
[0039]
4)本发明实施例的经络阻抗测量系统采用多路固定式电极而不是以前的手持式电极，这使得本发明实施例的手腕/脚踝经络测量系统可在微处理器控制下，进行自动经络阻抗测量，从而不再需要手动对人体不同部位手动进行测量，使得测量效率更高，同时也排除了手动测量导致的相关信号误差；
[0040]
5)在本发明实施例的经络阻抗测量系统中，由于采用的是统一的标准电极，具有相同形状、大小、干湿度、相对一致的接触压力，从而可以基本忽略电极引起的测量误差。
附图说明
[0041]
图1示出了正面人体经络图。
[0042]
图2示出了一种常见的经络阻抗测量仪结构示意图。
[0043]
图3示出了过去的经络阻抗测量方法中手握参考电极，或者在手心贴合参考电极情况下的等效电路示意图。
[0044]
图4示出了根据本发明实施例的经络阻抗测量装置的应用情景和结构的总体示意图。
[0045]
图5示出了根据本发明实施例的手腕或脚踝经络阻抗测量装置的示例性结构组成示意框图。
[0046]
图6示出了根据本发明实施例的经络阻抗测量装置在手腕部的实施方案示意图。
[0047]
图7示出了根据本发明实施例的新型经络阻抗测量仪的等效电路示意图。
[0048]
图8示出了根据本发明实施例的分段式多片型环形参考电极的示意图。
[0049]
图9示出了根据本发明实施例的手表形式的经络阻抗测量装置的样态示意图。
[0050]
图10示出了根据本发明实施例的手套形式的经络阻抗测量装置的样态示意图。
[0051]
图11示出了根据本发明实施例的袜套形式的经络阻抗测量装置的样态示意图。
具体实施方式
[0052]
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。
[0053]
图4示出根据本发明实施例的经络阻抗测量装置的应用情态和结构的总体示意图。
[0054]
如图4所示的示例中，在每个手腕和脚踝分别放置一组电极，包括6个测量电极420和一个环形参考电极410；其中6个测量电极环绕在手腕或脚踝一周，分别与六条对应经络相接触；环形参考电极与包含六条对应经络在内的整个手腕或脚踝同时接触。在测量时候，电源向测量电极和参考电极输出电流，经络阻抗测量仪430能够测量和显示测量电极和参
考电极之间的阻抗。由于各个测量结果是相对于标准的参考电极而言的，使测量的结果具有标准化，具有现实数据分析意义。
[0055]
图5示出了根据本发明实施例的手腕或脚踝经络阻抗测量装置的示例性结构组成示意框图。
[0056]
如图5所示，经络阻抗测量装置100包括：可变电压输出单元110、电极系统120、阻抗测量单元130、微处理器140、存储器150、显示单元160，电极系统120中包括测量电极121和参考电极122。
[0057]
在只测量一路阻抗的情况下，经络阻抗测量装置可以包括放大滤波电路和a/d转换器；如果要测量多路阻抗，还可以包括选通器。
[0058]
在微处理器控制下，可变电压输出单元在参考电极和测量电极之间施加一个电压或电流。同时阻抗测量单元采集电极系统上的信号，经过放大滤波和a/d转换，传到微处理器。微处理器然后把测量的结果存储和显示出来。如果是需要测量多路阻抗，微处理器则通过多路选通器，给不同的测量电极和参考电极顺序施加电流，并测量不同经络上阻抗值。然后微处理器显示并存储测量结果。
[0059]
从实现方式上，系统不一定把四肢的测量用导线直接连到一个微处理器，也可以在在四肢分别用一个微处理器，利用蓝牙或者其他无线传输方式，将测量结果传到一个中心处理器来处理数据。
[0060]
需要说明的是，这些组件可以是集成在一起的，也可以是分布式的，例如其中的存储器可以包括云端存储器，这样能够存储下庞大的数据，进而可以利用人工智能技术和大数据分析技术，挖掘潜在的规则。
[0061]
用于向电极施加电压的电源可以是交流电源，测量经络阻抗的交流特性，也可以是直流电源，测量经络阻抗的直流特性。
[0062]
电极系统120具有放置在皮肤上的测量点处的测量电极121和参考电极122，用于将来自可变电压输出单元110的电压传送至测量点。
[0063]
测量电极121可以被分成组。每组被安放在手腕或脚踝上，每组包括六个分别与六条对应经络相接触的测量电极。
[0064]
参考电极122与测量电极组121协同工作，每个参考电极对应于一组测量电极，安装在手腕或者脚踝上，每个参考电极与所述六条对应经络同时接触。
[0065]
在一个示例中，测量电极(有时候我们也称之为穴位电极)和参考电极可以是以银/氯化银(ag/agcl)为代表的可极化性比较小的电极。
[0066]
作为示例，穴位电极和参考电极可以是以金属电极为代表的极化电极。
[0067]
这些电极可以是不锈钢金属电极、铂电极、其他的金属干电极或半干聚合物电极(semi-dry polymer electrode)，以手环或脚环的方式固定在手腕和脚踝等测量的身体部位，也可以是ag/agcl的湿电极，用电极自带的胶面固定在手腕、脚踝或身体的其他部位。
[0068]
阻抗测量单元130，用于测量与测量点相关联的电信号，进而获得测量电极和参考电极之间的阻抗。
[0069]
在一个示例中，如果只测量一路阻抗，阻抗测量单元130可以包括放大滤波电路和a/d转换器；如果要测量多路阻抗，则除了放大滤波电路和a/d转换器之外，阻抗测量单元130还可以包括选通器。
[0070]
微处理器140可以为通用计算机处理器或者特殊应用集成电路。
[0071]
存储器150存储测量结果和由微处理器执行的指令。存储测量结果的存储单元可以是本地的存储器也可以是远程的存储器。
[0072]
阻抗显示单元160显示测量结果。阻抗显示单元可以是本地显示器，也可以远程的计算机显示器。
[0073]
下面针对各种测量电极、参考电极的布置和经络阻抗测量装置的应用形式示例给出更详细的描述。
[0074]
图6示出了根据本发明实施例的经络阻抗测量装置在手腕部的实施方案示意图。
[0075]
如图6所示，所述参考电极620可以是一个圆形环，集成在手环或脚环内侧，与对应的所测量的全部经络都同时接触。
[0076]
六个测量电极610也布置于管状或环状载体之上，并分别与六条经络相接触。
[0077]
示例地，六条对应经络为手太阳小肠经、手少阳三焦经、手阳明大肠经、手少阴心经、手厥阴心包经、手太阴肺经。
[0078]
图7示出了根据本发明实施例的新型经络阻抗测量仪的等效电路示意图。
[0079]
图7示例中，六个测量电极分别与手太阳小肠经测量穴位、手少阳三焦经测量穴位、手阳明大肠经测量穴位、手少阴心经测量穴位、手厥阴心包经测量穴位、手太阴肺经测量穴位相接触。
[0080]
环状参考电极与手太阳小肠经、手少阳三焦经、手阳明大肠经、手少阴心经、手厥阴心包经、手太阴肺经同时接触。
[0081]
图7中，r1,r2,r3,r4,r5,r6为测量电极下的经络阻抗，表示测量电极与相对应的经络相接触后的等效阻抗，r7,r8,r9,r10,r11,r12为参考电极下的经络阻抗，表示参考电极与相对应的经络相接触后的等效阻抗。r0是身体内部生物组织阻抗。
[0082]
如图7所示，参考电极部分跟人体经络相接触的阻抗值为1/(1/r7+1/r8+1/r9+1/r10+1/r11+1/r12)。
[0083]
在具体实施例中，如果环形电极不能做成柔性而不适合穿戴，可以将环形电极分拆成多片，彼此用导线相连，如图8所示，包括参考电极820，测量电极810和经络阻抗测量仪830。
[0084]
在具体应用中，可以将测量装置做成智能手表形式，电极和导线埋藏在表带里，如图9所示，包括参考电极920，测量电极910，和经络阻抗测量仪930。
[0085]
脚踝部的设计，可以用类似上面的设计，做成脚环形式。
[0086]
实际应用中，也可以将电极嵌入到类似于手套里，如图10所示，包括参考电极1020，测量电极1010，和经络阻抗测量仪1030。
[0087]
脚踝部的应用，可以将电极嵌入到类似于袜套里，如图11所示，包括参考电极1120，测量电极1110，和经络阻抗测量仪1130。
[0088]
在前面图4所示的示例中，测量装置包括四组测量电极和四个参考电极，两组测量电极和对应的两个参考电极适合于分别戴在两个手腕上，另外两组测量电极和对应的两个参考电极适合于分别戴在两个脚踝上。
[0089]
这四组测量电极和四个参考电极可以共用一个阻抗测量单元，也可以各自分别对应于独立的阻抗测量单元，或者可以其中的两个或三个共用一个阻抗测量单元。
[0090]
根据本发明另一实施例，提供了一种测量经络阻抗的测量方法，其特征在于包括：
[0091]
步骤1：微处理器控制可变电压输出单元给一对测量电极和参考电极施加电压或者电流；
[0092]
步骤2，微处理器通过阻抗测量单元对这对测量电极和参考电极之间的阻抗进行测量；
[0093]
步骤3，微处理器利用选通器重复前述施加电压或者电流和测量阻抗的步骤，从而得到不同测量电极与其对应的参考电极之间的经络阻抗；
[0094]
步骤4，显示并存储不同经络对应的经络阻抗数值。
[0095]
在前面的实施例中，针对手腕或脚踝上的各自的6条常用经络，每组测量电极中测量电极的数目设置为6个，每个参考电极设置为与6个经络同时接触。不过，根据实际需要，要测量的经络数目可以不同，可以多于或者少于6个，也就是，每组测量电极中包含的测量电极的数目可以多于或者少于6个，每个参考电极所同时接触的经络的数目也相应地可以多于或者少于6个，但大于等于2个。
[0096]
根据本发明另一实施例，提供了一种测量手腕或脚踝经络阻抗的测量装置，其特征在于包括：
[0097]
至少一组测量电极，安放在手腕和/或脚踝上，每组包括n个测量电极，所述n个电极分别与手腕或脚踝上待测量的n个经络中的对应经络相接触；
[0098]
至少一个参考电极，每个参考电极对应于一组测量电极，安装在手腕或脚踝上，每个参考电极与所述n个经络都同时接触；
[0099]
至少一个用于测量穴位电极和参考电极之间阻抗的阻抗测量单元；
[0100]
至少一个用于系统控制的微处理器；
[0101]
一个用于显示测量结果的显示单元；及
[0102]
一个用于存储测量结果的存储单元，
[0103]
其中n大于等于2。
[0104]
本发明上述实施例解决和弥补了之前各类经络阻抗测量仪的多个缺陷和不足，具体至少具有以下优势：
[0105]
1)本发明的经络测量仪采用新型的参考电极，与手腕和脚踝多条(例如六条)经络相接触，这样就减小了由参考电极所带来的阻抗值，也减小了先前只有部分经络跟参考电极相接触而导致的偏差；
[0106]
2)由于在手腕和脚踝都有参考电极，这样减少了仅仅利用某一个穴位或者某一个手心接触参考电极，使得通过每个测量电极的测量电流经过不同的人体组织通道，而带来的测量误差；
[0107]
3)在一个实施例中，由于两个手腕和两个脚踝都有自己的参考电极，阻抗测量单元和微处理器，所以本发明实施例的应用产品容易实现可穿戴产品设计，从而使得长时间连续测量成为可能；
[0108]
4)本发明实施例的经络阻抗测量系统采用标准电极并可以固定在身体上，而不是以往需要手动安放在身体上的电极，从而使得该系统可在微处理器控制下，进行自动经络阻抗测量，使得测量效率更高，同时也排除了手动测量导致的相关信号误差或噪音；
[0109]
5)在本发明实施例的手腕/脚踝经络测量系统中，由于采用的是统一的标准电极，
具有相同形状、大小、干湿度、相对一致的接触压力，从而可以基本忽略电极引起的测量误差。
[0110]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。