一种针灸模拟人及方法与流程

1.本发明属于模拟装置技术领域，尤其涉及一种针灸模拟人及方法。


背景技术：

2.采用真实的针灸针扎在硅胶模拟人身上，更贴近实际操作没有固定的穴位传感器，可以在模拟人身上随意练习，设备可以检测当前针的位置，同时虚拟软件会根据操作提示穴位的准确性，并做出当前的扎穴位置和标准穴位置对比，更方便学生认识穴位的位置。
3.发明人发现，在硅胶模拟人身上进行针灸模拟时，需要对针的位置、角度和深度等进行实时测量，以确定针灸模拟的操作情况；而现有硅胶模拟人对针的操作参数测量类型有限，不能很好的模拟针灸的实际参数；尤其是模拟针的深度时，通过在穴位处设置两个电极，通过针是否穿过两个电极之间将两个电极连接来判断针的位置和深度，然而实际情况中，当针没有插入两个电极之间，或出现偏离穴位微小偏差时，因不能连接两个电极，也就不能对针的深度等参数进行检测，也就是上述方式中只能对针插入正确穴位后才能实现针参数的检测，严重制约了针灸模拟人的应用，偏离实际针灸练习操作情况。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出了一种针灸模拟人及方法，深度检测时，只要针穿过最外层的导电层与其他导电层接触后即可实现，不限于穴位的正确与否，可以实现任意位置处针扎深度的检测。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种针灸模拟人，采用如下技术方案：
6.一种针灸模拟人，包括模拟人本体，所述模拟人本体的皮肤设置为多层导电层和多层绝缘层交替组合的结构，最外层的导电层引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度。
7.进一步的，针的位置检测和角度检测，通过激光雷达检测。
8.进一步的，利用激光雷达探测针的位置，配合角度，计算得到针在模拟人平面的坐标，确定针的位置。
9.进一步的，通过针的坐标与模拟人各个穴位的坐标对比判断扎穴是否准确。
10.进一步的，通过设置的第一激光雷达检测针上预设的第一位置处坐标点；通过设置的第二激光雷达检测针上预设的第二位置处坐标点；通过两个坐标点确定针的角度。
11.进一步的，针上安装光栅盘，通过捻针带动光栅盘转动，获取针的捻针状态。
12.进一步的，针包括操作针、与所述操作针连接的手柄以及和所述手柄连接的针灸针；所述光栅盘设置在所述操作针上。
13.进一步的，所述手柄上设置有红外标识。
14.进一步的，在针的操作手柄上设置按钮，通过按下按钮模拟留针处理。
15.为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种针灸模拟方法，采用如下技术方案：
16.一种针灸模拟方法，采用了如第一方面中所述的针灸模拟人，进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
18.1、本发明中模拟人本体的皮肤设置为多层导电层和多层绝缘层交替组合的结构，最外层的导电层引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度；深度检测时，只要针穿过最外层的导电层与其他导电层接触后即可实现，不限于穴位的正确与否，可以实现任意位置处针扎深度的检测；
19.2、本发明中实现了针扎位置、深度、捻针和留针等多参数的检测和模拟，尤其是对捻针和留针的模拟，更接近于实际针灸情况。
附图说明
20.构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
21.图1为本发明实施例1的位置检测示意图；
22.图2为本发明实施例1的角度检测示意图；
23.图3为本发明实施例1的导电层和绝缘层交底组合示意图；
24.图4为本发明实施例1的光栅盘示意图；
25.图5为本发明实施例1的按钮示意图；
26.其中，1、操作针；2、手柄；3、红外标识；4、针灸针；5、第一激光雷达；6、第二激光雷达；7、红外相机；8、绝缘层；9、导电层；10、光栅盘；11、按钮。
具体实施方式
27.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
28.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
29.实施例1：
30.传统模拟方法中，确定针的深度时，通过在穴位处设置两个电极，通过针是否穿过两个电极之间将两个电极连接来判断针的位置和深度，然而实际情况中，当针没有插入两个电极之间，或出现偏离穴位微小偏差时，因不能连接两个电极，也就不能对针的深度等参数进行检测，也就是上述方式中只能对针插入正确穴位后才能实现针参数的检测，严重制约了针灸模拟人的应用，偏离实际针灸练习操作情况；针对上述问题，本实施例提供了一种针灸模拟人，包括模拟人本体，所述模拟人本体的皮肤设置为多层导电层和多层绝缘层交替组合的结构，最外层的导电层引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来
确定针的扎入深度。
31.具体的，皮肤设置为多层导电层和多层绝缘层交替组合的结构，最外层的导电层引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度；深度检测时，只要针穿过最外层的导电层与其他导电层接触后即可实现，不限于穴位的正确与否，可以实现任意位置处针扎深度的检测。
32.本实施例的具体内容如下：
33.位置检测：可选的，针的位置检测和角度检测，通过激光雷达检测；具体的，利用第一激光雷达5探测针的位置，配合角度，算出针在模拟人这个平面的xy坐标，确定针的位置。通过针的坐标与模拟人各个穴位的坐标对比判断扎穴的准确性。
34.角度检测：可选的，通过设置的第一激光雷达5检测针上预设的第一位置处坐标点；通过设置的第二激光雷达6检测针上预设的第二位置处坐标点；通过两个坐标点确定针的角度；具体的，如图1和图2所示，利用第二激光雷达6获取的坐标(x2，y2)，以及利用第一激光雷达5获取坐标(x1，y1)完成对操作针的角度判断。
35.深度检测：可以利用红外视觉技术实现，安装简单，一个红外相机7，一个红外标识点3即可实现。具体的，利用激光雷达测算的针的距离，结合红外相机7成像的红外点像素位置，配合焦距，三角函数算出，红外点的真实高度，然后配合该点的模拟人实际位置的实际高度，得到针的插入深度，模拟人不同位置的高度不一样，这样采样点就比较多，工作量也相对较大。
36.而采用红外视觉技术时，算法比较麻烦，需要结合距离进行运算，或者根据距离进行采样。视线范围不能遮挡，对学生手势有要求，不能遮挡红外标识点。所以，本实施例中，利用模拟人进行深度检测，避免了利用红外视觉技术时因为光线干扰，或者视线障碍导致的识别不准确等问题，抗干扰能力强，算法简单，这种方式深度的数据来源于模拟人的真实反馈。可选的，如图3所示，皮肤设置为多层导电层9和多层绝缘层8交替组合的结构，最外层的导电层9引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度；深度检测时，只要针穿过最外层的导电层与其他导电层接触后即可实现，不限于穴位的正确与否，可以实现任意位置处针扎深度的检测。可选的，模拟人在加工过程中采用导电层和绝缘层交替组合而成，其中最外层的导电层为带电层，引入安全的弱电压。当针灸的针插入最外层的导电层的时候，由于针4为导体的特性，针开始带电，这样就能检测到针插入最外层的导电层；然后继续穿插到下一导电层，针将最外层的导电层和下一导电层连接导致下一层导电层也带电，通过下一层导电层是否带电就可以判断针是否在下一层。同样道理可以判断其他层的导电层是否带电；检测的精度取决于导电层的层数和厚度，越多越薄检测的精度越高。
37.捻针：可选的，针上安装光栅盘10，通过捻针带动光栅盘10转动，获取针的捻针状态；具体的，所述光栅盘10设置在所述操作针1上，光栅盘10通过轴承安装在针灸针4上，比如轴承的外圈与所述光栅盘10固定，轴承的内圈与所述操作针1固定；当捻动所述操作针1时，带动所述光栅盘10运动，所述光栅盘10在轴承的作用下相对所述操作针1转动，可以通过红外传感器等设备读取所述光栅盘10的动作信息，比如转动角度信息，实现捻针状态的
设别。
38.留针：针灸过程中往往需要留针处理，在手柄2上设计按钮11，当按下按钮11后默认留针处理，针灸针4在虚拟显示中不会随着实际操作做拔针处理。
39.本实施例中，采用真实的针灸针扎在硅胶模拟人身上，更贴近实际操作；没有固定的穴位传感器，可以在模拟人身上随意练习，设备可以检测当前针的位置，同时虚拟软件会根据操作提示穴位的准确性，并做出当前的扎穴位置和标准穴位置对比，更方便学生认识穴位的位置。对扎针的深度进行跟踪，实时以模拟人的仿真形式进行实时显示。可选的，深度过深或者过浅都会有警示提示，避免太浅没有效果或者过深伤其内脏。会自动跟踪针的状态，并以仿真系统的形式展示当前针的状态，包含角度，深度，用针的速度等。以动态的形式提示扎针的穴位位置，先后顺序等，引导学生完成针对性治疗的扎针练习。能够对学生的操作进行评价打分，可以评定学生的扎针流程是否规范。本实施例采用的无感传感器，摆脱大量的传感器的穿戴使用，尽可能的模拟真实操作现场，避免因传感器的介入影响操作效果。
40.实施例2：
41.本实施例提供了一种针灸模拟方法，采用了如第一方面中所述的针灸模拟人，进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度。
42.以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种针灸模拟人，其特征在于，包括模拟人本体，所述模拟人本体的皮肤设置为多层导电层和多层绝缘层交替组合的结构，最外层的导电层引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度。2.如权利要求1所述的一种针灸模拟人，其特征在于，针的位置检测和角度检测，通过激光雷达检测。3.如权利要求2所述的一种针灸模拟人，其特征在于，利用激光雷达探测针的位置，配合角度，计算得到针在模拟人平面的坐标，确定针的位置。4.如权利要求3所述的一种针灸模拟人，其特征在于，通过针的坐标与模拟人各个穴位的坐标对比判断扎穴是否准确。5.如权利要求2所述的一种针灸模拟人，其特征在于，通过设置的第一激光雷达检测针上预设的第一位置处坐标点；通过设置的第二激光雷达检测针上预设的第二位置处坐标点；通过两个坐标点确定针的角度。6.如权利要求1所述的一种针灸模拟人，其特征在于，针上安装光栅盘，通过捻针带动光栅盘转动，获取针的捻针状态。7.如权利要求6所述的一种针灸模拟人，其特征在于，针包括操作针、与所述操作针连接的手柄以及和所述手柄连接的针灸针；所述光栅盘设置在所述操作针上。8.如权利要求7所述的一种针灸模拟人，其特征在于，所述手柄上设置有红外标识。9.如权利要求1所述的一种针灸模拟人，其特征在于，在针的操作手柄上设置按钮，通过按下按钮模拟留针处理。10.一种针灸模拟方法，其特征在于，采用了如权利要求1-9任一项所述的针灸模拟人，进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度。

技术总结
本发明属于模拟装置技术领域，提出了一种针灸模拟人及方法，本发明中模拟人本体的皮肤设置为多层导电层和多层绝缘层交替组合的结构，最外层的导电层引入电压；进行针灸模拟时，针穿过最外层的导电层与其他导电层接触时，能够将电压引入到其他导电层，通过检测不同深度导电层是否引入电压来确定针的扎入深度；深度检测时，只要针穿过最外层的导电层与其他导电层接触后即可实现，不限于穴位的正确与否，可以实现任意位置处针扎深度的检测。以实现任意位置处针扎深度的检测。以实现任意位置处针扎深度的检测。


技术研发人员：刘建国 史衍安
受保护的技术使用者：山东中飞科技有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/12