小儿退烧清天河水推拿手法特征参数采集与融合方法.pdf

本发明公开了一个小儿推拿清天河水手法特征参数获取与分析方法。其特征在于：依据小儿具有脏腑娇嫩，穴位敏感且穴位有“点”、“面”、“线”的特点，选择对小儿退烧推拿具有良好疗效的清天河水手法作为研究对象。由于天河水是线状穴位。位置：前臂正中，总筋至洪池(曲泽)成一直线。手法操作：用食、中二指指腹自腕推向肘部，称清天河水。因此，在操作者的食、中二指指腹处，分别安装二个压力传感器，通过信号转换和处理，由下位机把信号传输到上位机进行数据获取，实时采集此手法操作的特征参数(如：频率、压力)。再根据每个操作者完成此手法的特征数据值，由基于加权平均法的“一致性信息融合算法”得到此推拿手法的最佳“精准性”值。

1.  小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数采集与融合方法，其特征在于：天河水是线状穴位。位置：前臂正中，总筋至洪池(曲泽)成一直线。小儿退烧‘清天河水’推拿手法是用食、中二指指腹自腕推向肘部，称推天河水，或称清天河水，收效神奇。在医者与小儿前臂接触的二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USB口传送到PC机(上位机)，上位机通过软件构建小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数的数据库，获取退烧‘清天河水’推拿手法在治疗过程中的各种特征参数，通过运用基于加权平均法的“一致性信息融算法”对这些特征参数进行融合分析合，得到这个推拿手法的最佳“精准性”特征数据值，以便建立小儿退烧‘清天河水’推拿专家系统，实现小儿退烧‘清天河水’推拿手法的学习、成绩评定以及安全标准的制定等，为小儿退烧‘清天河水’推拿疗法的客观化、标准化、规范化，并最终实现数字化、自动化提供技术支持。具体步骤如下： 
1)小儿退烧‘清天河水’推拿手法。在小儿的前臂，用食、中二指指腹自腕推向肘部，称推天河水，或称清天河水。在医者与小儿前臂接触的二个手指接触面之处安装传感器，采集小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数信息； 
2)将采集的相关手法变化信号转换成电信号，经过放大滤波获取有效信号，把有用的模拟电信号经过A/D转换，得到相应的数字信号，输入单片机(下位机)； 
3)下位机再将获取的数字信号通过USB口传送到PC机(上位机)； 
4)上位机通过软件对采集的数据进行信息整合分析，构建小儿退烧‘清天河水’推拿特征参数的数据库，通过运用基于加权平均法的“一致性信息融算 法”对这些特征参数进行信息整合分析，以便构建小儿退烧‘清天河水’推拿手法专家系统，实现小儿退烧‘清天河水’推拿手法的学习、成绩评定以及安全标准的制定，最终为实现小儿退烧‘清天河水’推拿手法的数字化、自动化提供技术支持。 

2.  根据权利要求1所述的小儿退烧清天河水推拿手法特征参数获取与分析方法，其特征在于，所述步骤1)中之安装传感器，采集小儿退烧清天河水推拿手法特征数据信息，其操作步骤如下： 
11)天河水是线状穴位。位置：前臂正中，总筋至洪池(曲泽)成一直线。小儿退烧清天河水推拿手法是用食、中二指指腹自腕推向肘部，称推天河水，或称清天河水。通过在医者与小儿前臂接触的二个手指接触面之处安装传感器。

3.  根据权利要求1所述的小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数获取与分析方法，其特征在于，所述步骤2)中的采集小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数之有用模拟电信号，其操作步骤如下： 
21)传感器将采集的相关手法压力变化信号转变为模拟电信号，经过放大滤波，把噪声信号去除后，得到有用的模拟电信号送入A/D转换，获取相应的数字信号； 
22)经过采样保持、A/D转换后的数字信号被采集进入单片机(下位机)。

4.  根据权利要求1所述的一个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3)中的通过USB口与PC机(上位机)建立联系，并把采集到的数字信号传送到上位机，其操作步骤如下： 
31)把下位机与上位机的USB口连接好； 
32)根据上位机指令，让下位机把采集到的数字信号传送到上位机的数据存储器(数据库)。 

5.  根据权利要求1所述的一个小儿退烧‘清天河水’推拿特征参数获取与融合分析方法，其特征在于，所述步骤4)中的上位机通过软件对采集到的小儿退烧‘清天河水’推拿特征参数之数据进行融合分析，其操作步骤如下： 
41)通过运用相关数据融合方法对这些特征参数数据进行信息整合与知识获取； 
42)构建小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数的知识库，以便建立小儿退烧‘清天河水’推拿手法专家系统，实现小儿退烧‘清天河水’推拿手法的学习、成绩评定和安全标准的制定以及完成此疗法的客观化、标准化、规范化，最终为实现小儿退烧‘清天河水’推拿手法的数字化和自动化提供技术支持。 

小儿退烧清天河水推拿手法特征参数采集与融合方法
技术领域
本发明属于中医小儿推拿领域，具体地说是涉及一个小儿退烧‘清天河水’推拿手法特征参数采集与融合分析方法。 
背景技术
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。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，并在此基础上都有发展和创新。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。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，选择治疗小儿发烧推拿疗效良好的‘清天河水’手法作为研究对象，通过研发一个小儿‘清天河水’推拿手法特征参数采集系统，获取此手法在治疗过程中的推拿频率、力度等特征参数，运用信息融合方法进行研究分析，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。 
为此，根据小儿退烧推拿疗效良好的‘清天河水’手法要求，将二个压力传感器安放在需要采集手法参数的医生手指的有效位置，通过将采集到的压力变化信号转换为电信号，并经过放大滤波，选择出有效的电信号经采样保持、A/D转换后被采集进单片机(下位机)，再通过USB口连接到PC机(上位机)，将数据传递到数据库，进行此手法的特征参数获取和融合分析。通过小儿推拿‘清天河水’手法特征参数获取与融合分析方法来获取小儿推拿‘清天河水’手法特征信息和融合的方法尚未见相关文献、专利报道。 
发明内容
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。 
本发明依据小儿具有脏腑娇嫩，穴位敏感且小儿穴位有“点”、“面”、“线”的特点，而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。所以选择对小儿退烧推拿具有良好疗效的‘清天河水’手法作为研究对象。由于天河水是线状穴位。位置：前臂正中，总筋至洪池(曲泽)成一直线。手法操作：用食、中二指指腹自腕推向肘部，称推天河水，或称清天河水。因此，在手法操作推拿专家和医生的食、中二指指腹处，分别安装二个压力传感器，以便在推拿专家和医生进行手法操作时，实时采集此手法的特征参数(如：频率、压力)，通过将信号转换、放大和滤波，并经A/D转换由下位机把数字信号传输到上位机进行数据获取，并建立数据库。最后，根据每个推拿专家完成‘清天河水’推拿手法特征数据值，由基于加权平均法的“一致性信息融合算法”得到这个推拿手法的最佳“精准性”特征数据值。目前，对小儿退烧‘清天河水’推拿疗法临床作用机制研究几乎空白，所以为了实现对小儿退烧‘清天河水’推拿疗法的客观化、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，最终为完成小小儿退烧‘清天河水’推拿疗法的数字化、自动化提供技术支持。 
为了达到上述目的，本发明的构思如下： 
根据传统的小儿退烧‘清天河水’推拿疗法，通过在小儿推拿专家的二个接触指端安装传感器，将专家在小儿推拿过程中的实时特征数据值采集出来并转换成电信号，经过放大滤波，把有效模拟电信号转为数字信号，经USB口由单片机(下位机)传送的PC机(上位机)，并进行融合分析，以便完成此疗法的客观化、标准化、规范化的量化研究，实现小儿退烧‘清天河水’推拿疗法的数字化、自动化。 
根据上述的发明构思，本发明的传感器制作、安装，放大滤波、采样保持和A/D转换电路设计，下位机、上位机及其通讯系统之开发和数据挖掘、信息融合与知识获取的实现，具体步骤如下： 
(1)、制作位置、大小符合小儿退烧‘清天河水’推拿专家的接触手指接触面积的传感 器，并根据不同手法，将二个压力传感器固定到小儿退烧‘清天河水’推拿专家食指、中指的接触面上，将采集到的力变化信号转换成模拟电信号； 
(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，得到力变化之数字信号； 
(3)、由下位机把采集到的力变化之数字信号进行处理，并由USB口把此信号上传到上位机； 
(4)、上位机把获取的数字信号储存到数据库，进行融合分析。 
上述步骤(1)中所述的小儿退烧‘清天河水’推拿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： 
(11)、天河水是线状穴位。位置：前臂正中，总筋至洪池(曲泽)成一直线。小儿退烧‘清天河水’推拿手法是用食、中二指指腹自腕推向肘部，称推天河水，或称清天河水。通过在医者与小儿前臂接触的二个手指接触面之处安装传感器；。 
(12)、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。 
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，得多路采集的力变化之数字电信号。其操作步骤如下： 
(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。 
(22)、通过滤波电路将噪声信号去除，将符合频率要求的电压变化信号取出。 
(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。 
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USB口把此信号上传到上位机。其操作步骤如下： 
(31)、通过USB口建立下位机和上位机的通讯。 
(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。 
(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。 
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： 
(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。 
(42)、进行数据融合分析。 
(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，为实现小儿退烧‘清天河水’推拿疗法的数字化、自动化提供技术支持。 
与现有技术相比，本发明的方法具有如下突出的优点： 
本方法是在传统的中医推拿小儿退烧‘清天河水’推拿疗法基础上，通过在小儿退烧‘清天河水’推拿专家的接触指端面安装大小、形状与手法特征参数采集完全匹配的力传感器，将专家在小儿捏脊过程中的实时手法特征数据值采集出来并转换成电信号，再经过放大、滤波电路，滤去噪声信号、获取有效模拟电信号，再经过A/D转换，把有效模拟电信号转成数字信号，经USB口由下位机传送的上位机，进行信息融合分析，以便完成此疗法的客观化、标准化、规范化的量化研究，并为最终实现小儿退烧‘清天河水’推拿疗法的数字化、自动化提供技术支持，为小儿退烧‘清天河水’推拿疗法现代化创造条件。 
附图说明
图1为本发明的实施方法流程图； 
图2是图1中所述的步骤(1)的传感器制作中的1应变片法的桥放电路图； 
图3是图1中所述的步骤(2)二级运算放大器电路图； 
图4是图1中所述的步骤(1)的医生手指上的传感器位置图(左)和小儿‘清天河水’推拿部位示意图(右)； 
图5是图1中所述的的小儿‘清天河水’推拿手法示意图； 
具体实施方式
如图1所示为本发明的实施方法流程图； 
如图2所示为利用1应变片法制作压力传感器的桥放电路图； 
如图3所示为二级运算放大器电路图； 
如图4所示为医生手指上的传感器位置图(左)和小儿‘清天河水’推拿部位示意图(右)； 
如图5所示为小儿‘清天河水’推拿手法示意图； 
下面介绍信息整合方法中所采用的融合分析方法。 
加权平均法。各个小儿推拿专家的重要程度是不相等的，为体现各个专家的重要程度，可以采取加权平均法，其综合效益指标的计算公式为： 
u=Σi=1n∂iHi,]]>且Σ∂i=1.]]>
这里，是加权系数，值越大，表示相应的专家越重要，在决策中应考比重越大。加权平均法通过不同的系数来体现不同指标的重要程度，因而使用较为广泛，但如何正确地对权系数定值，则是一个重要问题。 
根据各个小儿推拿专家对同一批治疗对象测量结果平均值的差异，计算出每个小儿推拿专家和专家本人技术能力评分的系统误差，并提出系统误差修正系数。 
(1)首先分别计算出不同小儿推拿专家对同一批测量力的平均值(i表示专家的序号)。 
(2)再计算上述平均值的期望值(为第i个小儿推拿专家的测量平均值为多个平均值的期望)。 
(3)根据测量平均值和测量期望值计算出系统误差修整系数
通过对系统误差的修正，由不同小儿推拿专家对同一患者的推拿平均测量值之间的一致性权重，计算得到小儿推拿专家对同一批治疗对象采用‘清天河水’手法的“最佳”融合值 
(1)根据系统误差修正系统计算各小儿推拿专家测量结果的融合值(F_i为第i个小儿推拿专家的实际测量特征值)。 
(2)根据系统误差修正系统计算各小儿推拿专家测量误差的融合值(δ_i为第i个小儿推拿专家的实际测量误差)。 
表16个小儿推拿专家采用‘清天河水’手法的二指上的力测量值与误差 

通过计算得到：A‾1=1.0403,A‾2=1.00100,A‾3=0.9897,A‾5=0.9956,A‾6=0.9725,]]>期望值每个专家归一化后的修正系数r₁=0.1377、r₂=0.1683、r₃=0.1649、r₄＝O.1656、r₅＝0.1659、r₆＝0.1621。 
经过一致性信息融合算法得到小儿推拿‘清天河水’手法之“逐点变精度的力融合结果”：手指上的力测量值为279.5350克、误差为3.1421。 
同样，6个小儿推拿专家采用‘清天河水’手法的测量频率值见表2. 
表26个小儿推拿专家采用‘清天河水’手法的测量频率值 

通过计算得到：A1‾′=1.09,A2‾′=1.02,A3‾′=1.04,A5‾′=0.98,A6‾′=0.94,]]>期望值A‾′=1.01.]]>每个专家归一化后的修正系数r₁′＝O.18、r₂′＝O.17、r₃′=O.17、r₄′＝0.16、r₅′＝O.15、r₆′＝0.16。 
经过一致性信息融合算法得到小儿推拿‘清天河水’手法之“逐点变精度的频率融合结果”：手指上的频率测量值为3.38次/秒。 
本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。