一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置的制作方法

本发明提供了一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，属于行为操作自动训练评测。

背景技术：

1、中医穴位按摩是一种非常重要的治疗方法，通过刺激穴位，可以调节气血运行，平衡阴阳，达到治疗疾病的目的。掌握穴位按摩基本操作可以有效地应用于临床治疗，提高治疗的准确性和有效性。掌握中医穴位按摩基本操作对于推动中医推拿技术的发展和应用具有重要的意义。它不仅可以有效治疗疾病和调节身体功能，还可以促进身心健康，传承中医文化。

2、中医穴位按摩需要正确的知识和技能，是一门需要细致和技巧的治疗技术，中医穴位按摩的效果与穴位的准确性密切相关，初学者往往需要花费大量时间来学习和掌握各个穴位的准确位置，中医穴位按摩操作需要掌握特定的手法和力度，过轻或过重的按摩力度都可能影响疗效，操作者需要通过长期的实践和指导，才能熟练掌握正确的手法和力度。即目前初学者只能结合个人经验和传授者的指点学习穴位按摩技术，这种学习方式受限于初学者的个人能力、传授者的个人经验、手法习惯；而且在学员完成学习后，只能够通过传授者对操作者的学习效果进行评估，评估结果完全依赖个人经验，使得操作者的学习效果参差不齐，学习效率较为低下。因此，目前非常需要一种能够实时监测和评估操作者穴位按摩操作是否规范和准确的装置，以及配套的评估方法，帮助操作者调整手法和力度，确保按摩的准确性和有效性，提高初学者的学习效果。

技术实现思路

1、本发明为了解决目前针对操作者的中医穴位按摩基本操作的规范性和准确性无法被实时监测和评估的技术问题，提出了一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，包括模拟人、操作者手套、用于采集穴位按摩基本操作中的规范操作和典型错误操作的传感器阵列模块以及上位机；所述传感器阵列模块包括惯性传感器阵列、触觉传感器阵列和压力传感器阵列，操作者手套布置惯性传感器阵列，在模拟人身体上以待按摩穴位位置为中心安装触觉传感器阵列和压力传感器阵列；所述惯性传感器阵列用于捕获操作者进行穴位按摩操作时手部的动作数据，触觉传感器阵列用于对操作者进行穴位按摩操作时的按摩位置数据进行采集，所述压力传感器阵列用于对操作者进行穴位按摩操作时的按摩力度数据进行采集，上述惯性传感器阵列、触觉传感器阵列和压力传感器阵列数据通过无线模块传输至上位机；

3、所述上位机上设置有手部姿态传感器训练评测模型、穴位定位传感器训练评测模型、穴位按摩力度传感器训练评测模型和穴位按摩频率传感器训练评测模型，其中手部姿态传感器训练评测模型通过捕获惯性传感器阵列数据，判断操作者穴位按摩手法姿态是否准确；穴位定位传感器训练评测模型通过触觉传感器阵列设置的接触阈值判断操作者的穴位定位是否准确；穴位按摩力度传感器训练评测模型根据压力传感器阵列采集的穴位定位准确的区域内压力传感器的平均值计算穴位按摩力度并判断按摩力度以及连贯性是否符合规范；穴位按摩频率传感器训练评测模型根据按压次数数据计算穴位按摩频率并与规范操作的穴位按摩频率进行对比判断是否符合规范。

4、现代传感器技术通常具有高度的精准度，可以较准确地测量操作者操作精度，本发明通过采用传感器技术可以实现穴位按摩过程的实时监测、反馈和评估，操作者可以通过传感器获取实时数据，提供实时反馈和指导，帮助操作者及时作出调整，确保穴位按摩的准确性和有效性。通过传感器测量和反馈的传感器参数，可以实现对穴位位置的实时监测和定位，避免位置偏差或错误，提高穴位定位的准确性；通过监测穴位按摩过程中的力度、速度、角度等参数，传感器可以提供实时反馈和指导，帮助操作者调整手法和力度，确保穴位按摩的准确性和有效性。本发明将现代传感器技术应用于中医穴位按摩基本操作训练评测中还可以实现智能化的穴位按摩操作训练评测，帮助操作者准确掌握穴位按摩基本操作，提升操作者的技术水平和治疗效果。

5、该装置采用穴位按摩基本操作训练评测方法实现穴位按摩基本操作训练评测；所述穴位按摩基本操作训练评测方法包括如下步骤：步骤一、分析穴位按摩基本操作中的规范操作和典型错误操作，规范操作包括穴位定位准确、按摩手法姿态准确、按摩力度适中、按摩力度由轻到重且手法连贯、按摩频率正确；典型错误操作包括穴位定位不准确、按摩手法姿态不准确、按摩力度过大或过小、按摩力度非由轻到重且手法不连贯、按摩频率不正确；

6、步骤二、通过传感器阵列模块采集穴位按摩基本操作的规范操作和典型错误操作的传感器数据，惯性传感器阵列采集操作者进行穴位按摩操作时的手指动作数据，触觉传感器阵列采集操作者进行穴位按摩操作时的按摩位置数据，压力传感器阵列采集操作者进行穴位按摩操作时的按摩力度数据，所述惯性传感器阵列、触觉传感器阵列和压力传感器阵列数据同步传输至上位机；

7、步骤三、上位机对上述传感器阵列采集的数据进行特征提取，得到规范操作和典型错误操作传感器特征数据，利用传感器特征数据建立穴位按摩基本操作传感器训练评测模型，所述穴位按摩基本操作传感器训练评测模型包括手部姿态传感器训练评测模型、穴位定位传感器训练评测模型、穴位按摩力度传感器训练评测模型和穴位按摩频率传感器训练评测模型；

8、步骤四、通过穴位按摩基本操作传感器训练评测模型对操作者的操作进行评测，判断操作者穴位按摩操作是否规范，操作规范给出规范的结论，操作不规范给出不规范的具体操作、相应的原因和建议。

9、进一步的，将至少五个惯性传感器分别安装在操作者手套的五个手指位置，构成用于捕获手指运动数据的惯性传感器阵列；所述步骤三中，上位机根据规范操作中的按摩手法姿态准确以及典型错误操作中的按摩手法姿态不准确的特征数据建立手部姿态传感器训练评测模型；所述按摩手法姿态准确，包括手指端与穴位垂直，通过肩、臂、腕将力量作用于指端，要求稳和准；所述按摩手法姿态不准确包括手指端未能与穴位垂直；使用惯性传感器实时采集所有操作者按摩手法姿态准确和按摩手法姿态不准确时手指的加速度及角速度数据，通过无线模块将数据传输到上位机，对惯性传感器采集的数据进行处理和分析，提取特征，得到按摩手法姿态准确和按摩手法姿态不准确的传感器特征数据，即分别得到按摩手法姿态准确和按摩手法姿态不准确时，加速度的区间范围和角速度区间范围；步骤四中，手部姿态传感器训练评测模型在操作者操作时对其按摩手法姿态是否准确进行判断，加速度落在按摩手法姿态准确时加速度的区间范围内，同时角速度落在按摩手法姿态准确时角速度的区间范围内，则判断操作者按摩手法姿态准确，属于规范操作；若加速度落在按摩手法姿态不准确时加速度的区间范围内，同时角速度落在按摩手法姿态不准确时角速度的区间范围内，判断操作者按摩手法姿态不准确，属于典型错误操作，错误类型为手指端未能与穴位垂直，上位机提示操作者应按照规范操作要求将手指端与穴位垂直。

10、进一步的，将模拟人身体待按摩穴位中心、上下左右位置分别布置触觉传感器，构成触觉传感器阵列；所述步骤三中，上位机根据规范操作中的穴位定位准确以及典型错误操作中的穴位定位不准确的特征数据建立穴位定位传感器训练评测模型；触觉传感器实时采集所有操作者穴位定位准确和不准确时的数据，通过无线模块将数据传输到上位机，对触觉传感器采集的数据进行处理和分析，提取特征，得到穴位定位准确和穴位定位不准确的传感器特征数据，进而设定判断穴位定位准确和穴位定位不准确的接触阈值；步骤四中，穴位定位传感器训练评测模型在操作者操作时对其穴位定位是否准确进行判断，上位机实时采集待按摩穴位中心、上下左右触觉传感器数据最大值，如果最大值大于设定的接触阈值，表明操作者正在进行穴位按摩操作，如果该最大值所在位置为该穴位中心的触觉传感器，则表明操作者穴位定位准确，判断属于规范操作，否则表明操作者穴位定位不准确，判断属于典型错误操作；上下左右哪一方触觉传感器数据最大则表明穴位定位偏向哪一方，上位机发出信息及时反馈给操作者此时已经偏离方向，帮助操作者及时纠正错误定位。

11、进一步的，模拟人身体待按摩穴位中心点布置压力传感器阵列；所述步骤三中，上位机根据规范操作中的按摩力度适中、按摩力度由轻到重且手法连贯，以及典型错误操作中的按摩力度过大或过小、按摩力度非由轻到重且手法不连贯的特征数据建立穴位按摩力度传感器训练评测模型；针对按摩力度是否适中，设待按摩穴位处压力传感器示数为si，上位机将操作者操作时的压力传感器的示数si绘制成曲线，找到绘制曲线的波峰tsi，即为操作者规范操作的穴位按摩力度上限值，将所有操作者规范操作的穴位按摩力度tsi作为区间上限，最小值作为区间下限，即将压力传感器峰值数值区间为[min{tsi},max{tsi}]，作为按摩力度是否适中的判断依据；步骤四中，穴位按摩力度传感器训练评测模型在操作者操作时对其按摩力度是否适中进行判断，如果操作者穴位按摩操作时压力传感器示数峰值位于上述区间内，表明操作者按摩力度适中，判断属于规范操作；否则表明操作者按摩力度不准确，大于max{tsi}，按摩力度过大，或者小于min{tsi}，按摩力度过小，此时判断属于典型错误操作；

12、针对按摩力度是否由轻到重且手法是否连贯，上位机采集所有操作者规范操作时的压力传感器的示数si且分别绘制成曲线，综合所有曲线上升阶段不同时刻与前一时刻的差值并取平均值，得出按摩力度是否连贯判决阈值thd；步骤四中，穴位按摩力度传感器训练评测模型针对操作者按摩力度是否由轻到重且手法是否连贯进行判断，将操作者操作时的压力传感器的示数si绘制成曲线，实时计算曲线上升阶段当前时刻数据与前一时刻的差值ds，若ds<thd，表明操作者按摩力度由轻到重且手法连贯，判断属于规范操作，否则表明操作者按摩力度非由轻到重且手法不连贯，判断属于典型错误操作。

13、进一步的，上位机根据规范操作中按摩频率正确，以及典型错误操作中按摩频率不正确的特征数据建立穴位按摩频率传感器训练评测模型；将操作者操作时的压力传感器数值si绘制成曲线，找到绘制曲线的波峰tsi，并计算1秒钟内出现的波峰次数，即为按摩频率fi，将所有操作者规范操作的按摩频率最大值作为区间上限，最小值作为区间下限，即按摩频率规范操作数值区间为[min{fi},max{fi}]，作为按摩频率是否正确的判断依据；步骤四中，穴位按摩频率传感器训练评测模型针对操作者按摩频率是否准确进行判断，如果操作者操作时按摩频率位于上述区间内，表明操作者按摩频率准确，判断为规范操作，否则表明操作者按摩频率不准确，大于max{fi}，说明按摩频率过快，小于min{fi}，说明按摩频率过慢，判断为典型错误操作。

14、本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明将现代传感器技术应用于传统中医穴位按摩操作中，通过分析穴位按摩基本操作中的规范操作和典型错误操作，将规范操作和典型错误操作映射为穴位按摩基本操作传感器训练评测模型，实时监测和评估操作者的穴位按摩操作的规范性和准确性并提供个性化的操作反馈和改进建议，帮助操作者改善穴位按摩操作技能，逐步提高穴位按摩操作的质量，可以实现智能化、个性化的操作训练环境，促进中医穴位按摩技术的传承和发展，推动穴位按摩操作技能的普及和应用。

技术特征：

1.一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，包括模拟人、操作者手套、用于采集穴位按摩基本操作中的规范操作和典型错误操作的传感器阵列模块以及上位机；其特征在于，所述传感器阵列模块包括惯性传感器阵列、触觉传感器阵列和压力传感器阵列，操作者手套布置惯性传感器阵列，在模拟人身体上以待按摩穴位位置为中心安装触觉传感器阵列和压力传感器阵列；所述惯性传感器阵列用于捕获操作者进行穴位按摩操作时手部的动作数据，触觉传感器阵列用于对操作者进行穴位按摩操作时的按摩位置数据进行采集，所述压力传感器阵列用于对操作者进行穴位按摩操作时的按摩力度数据进行采集，上述惯性传感器阵列、触觉传感器阵列和压力传感器阵列数据通过无线模块传输至上位机；

2.根据权利要求1所述的一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，其特征在于，该装置采用穴位按摩基本操作训练评测方法实现穴位按摩基本操作训练评测；所述穴位按摩基本操作训练评测方法包括如下步骤：步骤一、分析穴位按摩基本操作中的规范操作和典型错误操作，规范操作包括穴位定位准确、按摩手法姿态准确、按摩力度适中、按摩力度由轻到重且手法连贯、按摩频率正确；典型错误操作包括穴位定位不准确、按摩手法姿态不准确、按摩力度过大或过小、按摩力度非由轻到重且手法不连贯、按摩频率不正确；

3.根据权利要求2所述的一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，其特征在于：将至少五个惯性传感器分别安装在操作者手套的五个手指位置，构成用于捕获手指运动数据的惯性传感器阵列；所述步骤三中，上位机根据规范操作中的按摩手法姿态准确以及典型错误操作中的按摩手法姿态不准确的特征数据建立手部姿态传感器训练评测模型；所述按摩手法姿态准确，包括手指端与穴位垂直，通过肩、臂、腕将力量作用于指端，要求稳和准；所述按摩手法姿态不准确包括手指端未能与穴位垂直；使用惯性传感器实时采集所有操作者按摩手法姿态准确和按摩手法姿态不准确时手指的加速度及角速度数据，通过无线模块将数据传输到上位机，对惯性传感器采集的数据进行处理和分析，提取特征，得到按摩手法姿态准确和按摩手法姿态不准确的传感器特征数据，即分别得到按摩手法姿态准确和按摩手法姿态不准确时，加速度的区间范围和角速度区间范围；步骤四中，手部姿态传感器训练评测模型在操作者操作时对其按摩手法姿态是否准确进行判断，加速度落在按摩手法姿态准确时加速度的区间范围内，同时角速度落在按摩手法姿态准确时角速度的区间范围内，则判断操作者按摩手法姿态准确，属于规范操作；若加速度落在按摩手法姿态不准确时加速度的区间范围内，同时角速度落在按摩手法姿态不准确时角速度的区间范围内，判断操作者按摩手法姿态不准确，属于典型错误操作，错误类型为手指端未能与穴位垂直，上位机提示操作者应按照规范操作要求将手指端与穴位垂直。

4.根据权利要求2所述的一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，其特征在于：将模拟人身体待按摩穴位中心、上下左右位置分别布置触觉传感器，构成触觉传感器阵列；所述步骤三中，上位机根据规范操作中的穴位定位准确以及典型错误操作中的穴位定位不准确的特征数据建立穴位定位传感器训练评测模型；触觉传感器实时采集所有操作者穴位定位准确和不准确时的数据，通过无线模块将数据传输到上位机，对触觉传感器采集的数据进行处理和分析，提取特征，得到穴位定位准确和穴位定位不准确的传感器特征数据，进而设定判断穴位定位准确和穴位定位不准确的接触阈值；步骤四中，穴位定位传感器训练评测模型在操作者操作时对其穴位定位是否准确进行判断，上位机实时采集待按摩穴位中心、上下左右触觉传感器数据最大值，如果最大值大于设定的接触阈值，表明操作者正在进行穴位按摩操作，如果该最大值所在位置为该穴位中心的触觉传感器，则表明操作者穴位定位准确，判断属于规范操作，否则表明操作者穴位定位不准确，判断属于典型错误操作；上下左右哪一方触觉传感器数据最大则表明穴位定位偏向哪一方，上位机发出信息及时反馈给操作者此时已经偏离方向，帮助操作者及时纠正错误定位。

5.根据权利要求2所述的一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，其特征在于：模拟人身体待按摩穴位中心点布置压力传感器阵列；所述步骤三中，上位机根据规范操作中的按摩力度适中、按摩力度由轻到重且手法连贯，以及典型错误操作中的按摩力度过大或过小、按摩力度非由轻到重且手法不连贯的特征数据建立穴位按摩力度传感器训练评测模型；针对按摩力度是否适中，设待按摩穴位处压力传感器示数为si，上位机将操作者操作时的压力传感器的示数si绘制成曲线，找到绘制曲线的波峰tsi，即为操作者规范操作的穴位按摩力度上限值，将所有操作者规范操作的穴位按摩力度tsi作为区间上限，最小值作为区间下限，即将压力传感器峰值数值区间为[min{tsi},max{tsi}]，作为按摩力度是否适中的判断依据；步骤四中，穴位按摩力度传感器训练评测模型在操作者操作时对其按摩力度是否适中进行判断，如果操作者穴位按摩操作时压力传感器示数峰值位于上述区间内，表明操作者按摩力度适中，判断属于规范操作；否则表明操作者按摩力度不准确，大于max{tsi}，按摩力度过大，或者小于min{tsi}，按摩力度过小，此时判断属于典型错误操作；

6.根据权利要求5所述的一种中医穴位按摩基本操作训练评测装置，其特征在于：步骤三中，上位机根据规范操作中按摩频率正确，以及典型错误操作中按摩频率不正确的特征数据建立穴位按摩频率传感器训练评测模型；将操作者操作时的压力传感器数值si绘制成曲线，找到绘制曲线的波峰tsi，并计算1秒钟内出现的波峰次数，即为按摩频率fi，将所有操作者规范操作的按摩频率最大值作为区间上限，最小值作为区间下限，即按摩频率规范操作数值区间为[min{fi},max{fi}]，作为按摩频率是否正确的判断依据；步骤四中，穴位按摩频率传感器训练评测模型针对操作者按摩频率是否准确进行判断，如果操作者操作时按摩频率位于上述区间内，表明操作者按摩频率准确，判断为规范操作，否则表明操作者按摩频率不准确，大于max{fi}，说明按摩频率过快，小于min{fi}，说明按摩频率过慢，判断为典型错误操作。

技术总结
本发明提供了中医穴位按摩基本操作训练评测装置，属于行为操作自动评测技术领域；解决了缺乏一种能够实时监测和评估中医穴位按摩基本操作的规范性和准确性的装置的技术问题，包括如下步骤：分析中医穴位按摩基本操作中的规范操作和典型错误操作；通过传感器阵列模块采集穴位按摩操作中的规范操作和典型错误操作的传感器数据，对传感器采集的数据进行特征提取，利用传感器特征数据建立穴位按摩基本操作传感器训练评测模型；根据穴位按摩基本操作传感器训练评测模型对操作者穴位按摩操作进行训练评测，操作规范给出给出规范的结论，操作不规范给出不规范操作的具体操作、相应的原因和建议，本发明应用于穴位按摩基本操作自动训练评测。

技术研发人员：王勇,李平,郝思飞,雷鹏瑞
受保护的技术使用者：智林信息技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5