CN104027094A - 一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其包括以下步骤：将受试者前臂桡动脉所在直线作为X轴，受试者腕横纹所在直线作为Y轴，X轴与Y轴的交点作为原点O，将通过原点O且垂直于X轴与Y轴所在平面的直线作为Z轴，建立空间直角坐标系；根据中医“同身寸”理论和人体生理参数，确定受试者寸、关、尺在X轴方向的位置信息；采用影像标定法，对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置信息；通过采集脉搏波幅值最强点确定受试者寸、关、尺在Z轴方向的位置信息；根据确定的受试者寸、关、尺在X轴、Y轴、Z轴方向的位置信息，完成对受试者寸、关、尺的定位。

Description

一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法

技术领域

本发明涉及一种中医脉诊采集点的定位方法，特别是关于一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法。

背景技术

脉诊仪的研制是中医脉诊客观化的研究热点，主要通过计算机与传感技术对临床脉诊信息进行采集、分析和数据挖掘，以达到中医脉诊信息的客观化采集、远程分析、辅助诊断的目的。然而由于中医诊脉具有“因人而异”的特点，即不同受试者寸、关、尺的位置与其身高、前臂长度等参数相关，因此对受试者寸、关、尺进行中医诊脉很难通过计算机简单的操作实现，从而使得采用计算机进行中医脉诊信息的采集过程中，如何对寸、关、尺进行个性化智能定位，以确保所采集数据的可靠性、可重复性和准确性成为目前的研究难点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有高可靠性、高可重复性和高准确性特点的用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，该方法基于影像定位技术与中医“同身寸”原理，将模拟人工智能定位与人体生理参数相结合进行双重定位。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其包括以下步骤：1)将受试者前臂桡动脉所在直线作为X轴，受试者腕横纹所在直线作为Y轴，X轴与Y轴的交点作为原点O，将通过原点O且垂直于X轴与Y轴所在平面的直线作为Z轴，建立空间直角坐标系；2)根据中医“同身寸”理论和人体生理参数，确定受试者寸、关、尺在X轴方向的位置信息；3)采用影像标定法，对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置信息；4)通过采集脉搏波幅值最强点确定受试者寸、关、尺在Z轴方向的位置信息；5)根据步骤2)～步骤4)确定的受试者寸、关、尺在X轴、Y轴、Z轴方向的位置信息，完成对受试者寸、关、尺的定位。

所述步骤2)中，确定受试者寸、关、尺在X轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：①使受试者前臂与上臂成90°，手掌微张，将受试者手掌位置调整至掌横纹与前臂长轴成90°；腕横纹取桡动脉搏动处，肘横纹取尺泽穴，将腕横纹作为基线，测量受试者曲臂时前臂的总长；②根据中医“同身寸”理论，计算受试者寸、关、尺在X轴方向的位置坐标，其具体包括：在O-XYZ坐标系中，寸脉在X轴方向的范围为前臂长度的0.1/11～0.7/11，关脉在X轴方向的范围为前臂长度的0.7/11～1.3/11，尺脉在X轴方向的范围为前臂长度的1.3/11～2/11。

所述步骤3)中，确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：①对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定其三维坐标，其具体包括：Ⅰ、对脉诊仪的摄像头正下方空间内的任一可标定点进行标定并确定其坐标；Ⅱ、根据空间内可标定点的坐标，通过插值计算，确定空间内可标定点以外所有待计算点的坐标；②人工确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置，采用摄像头对人工确定的受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置进行拍摄，得到受试者寸、关、尺在Y轴方向的影像；③根据步骤①中确定的空间内所有点的坐标和受试者寸、关、尺在Y轴方向的影像，找出与人工把脉定位点的位置最接近的标定点，并根据标定点的坐标，控制电机移动到人工把脉定位点以便采集脉诊信息。

所述步骤Ⅰ中，对脉诊仪的摄像头正下方空间内的任一可标定点进行标定并确定其坐标，其具体包括：a)在脉诊仪的摄像头正下方放置标定板，通过脉诊仪的摄像头对标定板所在空间进行拍摄，将摄像头正下方空间内能够通过标定板标定出的任一点作为可标定点，根据摄像头的像素，确定可标定点在空间直角坐标系中的Y轴坐标；b)通过脉诊仪的电机将连接在电机下方的传感器移动到可标定点的纵坐标处，根据电机所在位置与腕横纹之间的距离，测算出可标定点的X轴坐标；c)将标定板放置在传感器下方且恰好不接触传感器的位置，将标定板上的一个十字与可标定点在摄像头所拍影像上的对应点对齐后，保持标定板不动，通过电机将传感器移动到标定板十字的正上方，记录电机移动过程中每移动一步所对应的Z轴坐标。

所述步骤Ⅱ中，确定空间内可标定点以外所有待计算点的坐标，其具体包括：a)找出步骤Ⅰ中标定板所在高度的上一层和下一层标定板中已标定的可标定点；b)对于空间内任一待计算点M，在空间直角坐标系的Y轴方向上，找出距点M最近的两个可标定点；根据距点M最近的两个可标定点的Y轴坐标，取介于这两个Y轴坐标值之间的值，并将其作为待计算点的Y轴坐标；在空间直角坐标系的X轴方向上，找出距待计算点M最近的两个可标定点，根据距点M最近的两个可标定点的X轴坐标，取介于这两个X轴坐标值之间的值，并将该值作为待计算点的X轴坐标；c)采用与步骤b)相同的方法，对待计算点M的高度进行线性插值，得到待计算点M的Z轴坐标；d)对于空间内待计算点M之外的其它待计算点，重复步骤a)～步骤c)，确定其它待计算点的空间坐标。

所述步骤4)中，确定受试者寸、关、尺在Z轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：①将X轴坐标和Y轴坐标已经确定的受试者前臂上的点作为脉诊信息采集点，对脉诊信息点逐渐加压，通过脉诊仪Z轴电机控制传感器采集压力值，并通过脉诊仪电机控制传感器采集对应不同压力值的脉搏波；②找出脉搏波中幅值最大的脉搏对应的压力值，将压力值转换成脉诊信息采集点在O-XYZ坐标系中的Z轴坐标。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明基于中医“同身寸”原理，将受试者前臂长度和腕横纹等显著的、易于掌握的、精确的人体生理参数代替中医传统“高骨定关”这一较为模糊的参数，作为脉诊信息采集过程中寸、关、尺的定位参照，对脉诊信息采集定位的标准化和可重复性提供重要支持。2、本发明通过影像定位及其校正的方法，将传统中医诊脉的人工定位法转化为计算机模拟定点，并在此方法指导下控制脉诊仪在人工定位寸、关、尺三点上进行脉诊信息采集。实现脉诊信息采集人工定位的计算机模拟，具有准确、快速的特点。3、本发明将计算机模拟的人工定位法与基于人体生理参数的计算机自动定位法相结合，通过交叉验证的方法对脉诊采集过程中的寸、关、尺三点进行定位，在保证采集个性化的同时，实现了可重复的标准化操作，提高了定位的准确性，对脉诊信息计算机采集具有重要意义。基于以上优点，本发明可以广泛应用于对寸、关、尺的定位中。

附图说明

图1是本发明的流程图

图2是右前臂参数及特征点示意图

图3是中医脉诊寸、关、尺的长度示意图

图4是中医脉诊左手的寸、关、尺定位示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法包括以下步骤：

1)将受试者前臂桡动脉所在直线作为X轴，受试者腕横纹所在直线作为Y轴，X轴与Y轴的交点作为原点O，将通过原点O且垂直于X轴与Y轴所在平面的直线作为Z轴，建立空间直角坐标系。

2)根据中医“同身寸”理论和人体生理参数，确定受试者寸、关、尺在X轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：

①如图2所示，使受试者前臂与上臂成90°，手掌微张，将受试者手掌位置调整至掌横纹与前臂长轴成90°。腕横纹取桡动脉搏动处，肘横纹取尺泽穴，将腕横纹作为基线，测量受试者曲臂时前臂的总长。

②根据中医“同身寸”理论，计算受试者寸、关、尺在X轴方向的位置坐标，其具体包括：

如图3所示，在O-XYZ坐标系中，寸脉在X轴方向的范围为前臂长度的0.1/11～0.7/11，关脉在X轴方向的范围为前臂长度的0.7/11～1.3/11，尺脉在X轴方向的范围为前臂长度的1.3/11～2/11。

3)采用影像标定法，对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：

①对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定其三维坐标，其具体包括：

Ⅰ、对脉诊仪的摄像头正下方空间内的任一可标定点进行标定并确定其坐标，其具体包括：

a)在脉诊仪的摄像头正下方放置标定板，通过脉诊仪的摄像头对标定板所在空间进行拍摄，将摄像头正下方空间内能够通过标定板标定出的任一点作为可标定点，根据摄像头的像素，确定可标定点在空间直角坐标系中的Y轴坐标。

b)通过脉诊仪的电机将连接在电机下方的传感器移动到可标定点的纵坐标处，根据电机所在位置与腕横纹之间的距离，测算出可标定点的X轴坐标。

c)将标定板放置在传感器下方且恰好不接触传感器的位置，将标定板上的一个十字与可标定点在摄像头所拍影像上的对应点对齐后，保持标定板不动，通过电机将传感器移动到标定板十字的正上方，记录电机移动过程中每移动一步所对应的Z轴坐标。

Ⅱ、根据空间内可标定点的坐标，通过插值计算，确定空间内可标定点以外所有待计算点的坐标，其具体包括：

a)找出步骤Ⅰ中标定板所在高度的上一层和下一层标定板中已经标定的可标定点。

b)对于空间内任一待计算点M，在空间直角坐标系的Y轴方向上，找出距点M最近的两个可标定点。根据距点M最近的两个可标定点的Y轴坐标，取介于这两个Y轴坐标值之间的值，并将其作为待计算点的Y轴坐标。在空间直角坐标系的X轴方向上，找出距待计算点M最近的两个可标定点，根据距点M最近的两个可标定点的X轴坐标，取介于这两个X轴坐标值之间的值，并将该值作为待计算点的X轴坐标。

c)采用与步骤b)相同的方法，对待计算点M的高度进行线性插值，得到待计算点M的Z轴坐标。

d)对于空间内待计算点M之外的其它待计算点，重复步骤a)～步骤c)，确定其它待计算点的空间坐标。

②如图4所示，人工确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置，采用摄像头对人工确定的受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置进行拍摄，得到受试者寸、关、尺在Y轴方向的影像。

③根据步骤①中确定的空间内所有点的坐标和受试者寸、关、尺在Y轴方向的影像，找出与人工把脉定位点的位置最接近的标定点，并根据标定点的坐标，控制电机移动到人工把脉定位点以便采集脉诊信息。

4)通过采集脉搏波幅值最强点确定受试者寸、关、尺在Z轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：

①将X轴坐标和Y轴坐标已经确定的受试者前臂上的点作为脉诊信息采集点，对脉诊信息点逐渐加压，通过脉诊仪Z轴电机控制传感器采集压力值，并通过脉诊仪电机控制传感器采集对应不同压力值的脉搏波。

②找出脉搏波中幅值最大的脉搏对应的压力值，将压力值转换成脉诊信息采集点在O-XYZ坐标系中的Z轴坐标。

5)根据步骤2)～步骤4)确定的受试者寸、关、尺在X轴、Y轴、Z轴方向的位置信息，完成对受试者寸、关、尺的定位。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其包括以下步骤：

1)将受试者前臂桡动脉所在直线作为X轴，受试者腕横纹所在直线作为Y轴，X轴与Y轴的交点作为原点O，将通过原点O且垂直于X轴与Y轴所在平面的直线作为Z轴，建立空间直角坐标系；

2)根据中医“同身寸”理论和人体生理参数，确定受试者寸、关、尺在X轴方向的位置信息；

3)采用影像标定法，对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置信息；

4)通过采集脉搏波幅值最强点确定受试者寸、关、尺在Z轴方向的位置信息；

5)根据步骤2)～步骤4)确定的受试者寸、关、尺在X轴、Y轴、Z轴方向的位置信息，完成对受试者寸、关、尺的定位。

2.如权利要求1所述的一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其特征在于：所述步骤2)中，确定受试者寸、关、尺在X轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：

①使受试者前臂与上臂成90°，手掌微张，将受试者手掌位置调整至掌横纹与前臂长轴成90°；腕横纹取桡动脉搏动处，肘横纹取尺泽穴，将腕横纹作为基线，测量受试者曲臂时前臂的总长；

②根据中医“同身寸”理论，计算受试者寸、关、尺在X轴方向的位置坐标，其具体包括：在O-XYZ坐标系中，寸脉在X轴方向的范围为前臂长度的0.1/11～0.7/11，关脉在X轴方向的范围为前臂长度的0.7/11～1.3/11，尺脉在X轴方向的范围为前臂长度的1.3/11～2/11。

3.如权利要求1或2所述的一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其特征在于：所述步骤3)中，确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：

①对脉诊仪的摄像头正下方空间内的所有点进行标定，确定其三维坐标，其具体包括：

Ⅰ、对脉诊仪的摄像头正下方空间内的任一可标定点进行标定并确定其坐标；

Ⅱ、根据空间内可标定点的坐标，通过插值计算，确定空间内可标定点以外所有待计算点的坐标；

②人工确定受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置，采用摄像头对人工确定的受试者寸、关、尺在Y轴方向的位置进行拍摄，得到受试者寸、关、尺在Y轴方向的影像；

③根据步骤①中确定的空间内所有点的坐标和受试者寸、关、尺在Y轴方向的影像，找出与人工把脉定位点的位置最接近的标定点，并根据标定点的坐标，控制电机移动到人工把脉定位点以便采集脉诊信息。

4.如权利要求3所述的一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ中，对脉诊仪的摄像头正下方空间内的任一可标定点进行标定并确定其坐标，其具体包括：

a)在脉诊仪的摄像头正下方放置标定板，通过脉诊仪的摄像头对标定板所在空间进行拍摄，将摄像头正下方空间内能够通过标定板标定出的任一点作为可标定点，根据摄像头的像素，确定可标定点在空间直角坐标系中的Y轴坐标；

b)通过脉诊仪的电机将连接在电机下方的传感器移动到可标定点的纵坐标处，根据电机所在位置与腕横纹之间的距离，测算出可标定点的X轴坐标；

c)将标定板放置在传感器下方且恰好不接触传感器的位置，将标定板上的一个十字与可标定点在摄像头所拍影像上的对应点对齐后，保持标定板不动，通过电机将传感器移动到标定板十字的正上方，记录电机移动过程中每移动一步所对应的Z轴坐标。

5.如权利要求4所述的一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中，确定空间内可标定点以外所有待计算点的坐标，其具体包括：

a)找出步骤Ⅰ中标定板所在高度的上一层和下一层标定板中已标定的可标定点；

b)对于空间内任一待计算点M，在空间直角坐标系的Y轴方向上，找出距点M最近的两个可标定点；根据距点M最近的两个可标定点的Y轴坐标，取介于这两个Y轴坐标值之间的值，并将其作为待计算点的Y轴坐标；在空间直角坐标系的X轴方向上，找出距待计算点M最近的两个可标定点，根据距点M最近的两个可标定点的X轴坐标，取介于这两个X轴坐标值之间的值，并将该值作为待计算点的X轴坐标；

c)采用与步骤b)相同的方法，对待计算点M的高度进行线性插值，得到待计算点M的Z轴坐标；

d)对于空间内待计算点M之外的其它待计算点，重复步骤a)～步骤c)，确定其它待计算点的空间坐标。

6.如权利要求1或2所述的一种用于中医脉诊信息采集的寸、关、尺定位方法，其特征在于：所述步骤4)中，确定受试者寸、关、尺在Z轴方向的位置信息，其具体包括以下步骤：

①将X轴坐标和Y轴坐标已经确定的受试者前臂上的点作为脉诊信息采集点，对脉诊信息点逐渐加压，通过脉诊仪Z轴电机控制传感器采集压力值，并通过脉诊仪电机控制传感器采集对应不同压力值的脉搏波；

②找出脉搏波中幅值最大的脉搏对应的压力值，将压力值转换成脉诊信息采集点在O-XYZ坐标系中的Z轴坐标。