本發明涉及醫療器械領域，尤其涉及一種能夠基于針刺穴位阻抗信號變化實現穴位精準定位的電針治療系統。

背景技術：

針刺療法是針灸醫師利用針灸針按照一定的動作節律對患者穴位進行機械刺激，從而引起患者“得氣”以增強機體自我調整能力的一種治療方法。臨床針刺的操作規范以及經驗文獻中都要求控制進針的位置、角度以及深度，從中可以反映出不同穴位的針刺刺激敏感深度是有差別的，也就是說穴位或者說穴位刺激敏感區是一種空間分布，即相對于皮膚表面具有深淺的位置關系。

由于人體高矮胖瘦差異很大，采用絕對的國際單位標準值(如厘米、毫米)來描述腧穴的位置很難保持一致，為了適用于所有人群和個體，1987年世界衛生組織確定采用“寸”作為針灸經穴標準計量單位，采用等分折量的方法——骨度折量法描述腧穴的部位。臨床操作中則按照gb/t12346《腧穴名稱與定位》規定的方法進行定位。而實際操作中，醫務人員主要還是靠經驗目測定位，顯然，這種方式隨意性較大，很難保證電針治療效果。

臨床研究發現皮膚表面穴位分布位置的導電性較其它區域更好，即電阻更低。因而，目前，為提高針刺穴位的定位準確性，通常采用各種電測量儀進行輔助。通過在穴位的大概位置附近布置體表皮膚檢測電極，向穴位所在皮膚施加一定幅度的直流或者交流信號，根據通過檢測回路電流大小來測量待定穴位與某個基準點之間的電阻，如果發現在某個位置測到電阻明顯偏小(或者被測者刺激感明顯變強)，就認為這個點就是想要定位的穴位。

然而，這種檢測方式明顯存在以下幾點不足：首先，被測者個體差異明顯，甚至，同一被測者的不同測試部位、不同狀態都存在極大的差異。尤其，干燥的皮膚實際上不太導電，很難保持一種相對穩定的測量環境。若以被測者的刺激感來評判，則仍然無法避免主觀性的問題。其次，即使穴位表面位置定位準確，實際針刺還需要達到適當的穴位深度才能夠實施有效刺激。因而，實際上，目前的測量方式仍然無法完全解決穴位定位的問題。這也是現階段各種體表經穴檢測儀器不能像心電圖機那樣被接受的原因之一。

因此，目前急需一種能夠精確確定穴位位置與深度的電針治療系統。

技術實現要素：

為了解決現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種基于針刺穴位阻抗的電針治療系統。

系統包括電針脈沖合成放大模塊(psau)、電針輸出裝置、數據處理模塊(dpu)、工作狀態顯示模塊(isdu)、輸出脈沖電壓采樣模塊、回路電流采樣模塊、模數轉換模塊(adc)以及同步模塊(sctu)；所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸入端連接所述數據處理模塊(dpu)的脈沖控制信號輸出端，所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸出端連接所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊的輸入端，所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊與所述電針輸出裝置交互連接，同時，所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊的輸出端連接所述模數轉換模塊(adc)的信號輸入端，所述模數轉換模塊(adc)的同步控制端連接所述同步模塊(sctu)的輸出端，所述模數轉換模塊(adc)的輸出端連接所述數據處理模塊(dpu)的數據輸入端，所述數據處理模塊(dpu)的同步信號輸出端連接所述同步模塊(sctu)的輸入端，所述數據處理模塊(dpu)的顯示接口與所述工作狀態顯示模塊(isdu)連接；

所述電針脈沖合成放大模塊(psau)用于根據所述數據處理模塊(dpu)產生的脈沖控制信號生成電針脈沖信號，輸出；

所述電針輸出裝置包括至少一對通過電極夾與所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊連接的針灸針；所述針灸針的針尖部位導電；

所述工作狀態顯示模塊(isdu)用于根據所述數據處理模塊(dpu)處理得到的顯示信號進行電針治療系統工作狀態的顯示；

所述輸出脈沖電壓采樣模塊用于為所述電針輸出裝置輸出電針脈沖信號；同時由于采集所述電針輸出裝置形成的電針脈沖輸出回路的電壓值；所述回路電流采樣模塊用于為所述電針輸出裝置輸出電針脈沖信號；同時由于采集所述電針輸出裝置所形成的電針脈沖輸出回路的電流值；

所述模數轉換模塊(adc)用于在電針脈沖時隙內將所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值或電流值模擬量轉化為數字量輸出至所述數據處理模塊(dpu)；

所述同步模塊(sctu)用于根據所述數據處理模塊(dpu)的同步信號對所述模數轉換模塊(adc)進行同步控制；

所述數據處理模塊(dpu)用于協調所述電針脈沖合成放大模塊(psau)、電針輸出裝置、數據處理模塊(dpu)、工作狀態顯示模塊(isdu)、輸出脈沖電壓采樣模塊、回路電流采樣模塊、模數轉換模塊(adc)以及同步模塊(sctu)工作，同時對采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值、電流值進行處理。

進一步，上述電針治療系統中還可包括鍵盤輸入模塊(ku)、聲光提示模塊(sliu)、通訊模塊(icu)中的一種或多種。

具體的，上述電針治療系統中，所述同步模塊(sctu)包括電針脈沖起點邊沿感知器、定時器和模數轉換觸發信號接口；所述電針脈沖起點邊沿感知器的輸入端連接所述數據處理模塊(dpu),作為所述同步模塊(sctu)的輸入端；所述模數轉換觸發信號接口連接所述魔術轉換模塊(adc)，作為所述同步模塊(sctu)的輸出端；所述同步模塊(sctu)用于根據所述電針脈沖起點邊沿感知器的控制，在所述電針脈沖的起始時刻，啟動所述定時器開始計時，計時到所述電針脈沖幅度達到最大值時，通過所述模數轉換觸發信號接口向所述模數轉換模塊(adc)輸出使能信號。

同時，上述電針治療系統中，所述電針脈沖合成放大模塊(psau)包括電針脈沖起點邊沿信號接口、電針脈沖終點邊沿信號接口、mos驅動管、隔離脈沖升壓變壓器、連續可變直流電源；所述電針脈沖起點邊沿信號接口和所述電針脈沖終點邊沿信號接口作為所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸入端，連接所述處理器；所述隔離脈沖升壓變壓器的次級作為所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸出端，連接所述輸出脈沖電壓采樣模塊、所述回路電流采樣模塊；

所述電針脈沖合成放大模塊(psau)用于通過所述電針脈沖起點邊沿信號接口、所述電針脈沖終點邊沿信號接口接收處理器中定時器的兩個輸出信號，通過所述電針脈沖起點邊沿信號確定電針脈沖出現的時刻，通過所述電針脈沖終點邊沿信號確定所述電針脈沖的持續寬度，形成電針脈沖驅動信號；

所述隔離脈沖升壓變壓器連接所述連續可變直流電源，由所述連續可變直流電源向所述隔離脈沖升壓變壓器提供工作電源；

將所述電針脈沖驅動信號加載到所述mos驅動管的柵極，通過所述mos驅動管對所述隔離脈沖升壓變壓器的初級提供激勵，通過所述隔離脈沖升壓變壓器的次級向所述輸出脈沖電壓采樣模塊、所述回路電流采樣模塊輸出脈沖電壓。

上述電針治療系統中，所述數據處理模塊(dpu)對采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值、電流值處理的方法如下：

將采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值與電針脈沖合成放大模塊輸出的電針脈沖信號電壓值比較，獲得體感電壓值up；將采集到的電針脈沖輸出回路的電流值與電針脈沖合成放大模塊輸出的電針脈沖信號電流值比較，獲得體感電流值ip；根據所述同步信號獲取電針脈沖寬度tw；按照公式r＝up/ip計算電針脈沖輸出回路的等效電阻r；

按照公式e＝ip²rtw或e＝twup²/r或e＝ipuptw計算脈沖能量e；

記錄所述電針脈沖輸出回路的等效電阻r與針刺深度、針刺時間的關系；

根據體感電流值ip判斷工作狀態；在體感電流值ip低于開路判斷閾值時，判斷電針脈沖輸出回路異常。

更進一步，上述電針治療系統中，還可包括存儲單元，所述存儲單元用于按照針刺時間順序存儲所述體感電流值ip、體感電壓值up、電針脈沖寬度tw、電針脈沖輸出回路的等效電阻r、脈沖能量e中、針刺深度中的一種或多種數據。

同時，為保證電針脈沖能夠準確到達穴位，并保證采集的電流值、電壓值的準確性，本發明中的電針針體外部包裹有光滑、質密的絕緣層，僅針尖部位漏出導體，導電。所用的電針夾還可設置指示裝置、發熱體和溫度傳感器，便于針對患者需求進行針對性的刺激。

其次，為實現上述目的，本發明還同時提出一種適用于上述電針治療系統的輸出脈沖電壓采樣模塊，包括第一運算放大器u1c、第一偏置電阻r6、第二偏置電阻r7、第一分壓電阻r8和第二分壓電阻r9：

所述第一偏置電阻r6和第二偏置電阻r7依次串接在基準參考信號ref和地之間，所述第一偏置電阻r6和第二偏置電阻r7的連接端作為所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸入端連接電針輸出回路；所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸入端連接所述第一運算放大器u1c的一個輸入端；所述第一運算放大器u1c的一個輸入端還與所述第一運算放大器u1c的輸出端連接；

所述第一運算放大器u1c的另一輸入端接地；

所述第一運算放大器u1c的輸出端經第一分壓電阻r8和第二分壓電阻r9分壓后接地，所述作為所述第一分壓電阻r8和第二分壓電阻r9的連接端作為所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸出端。

進一步，為實現采樣與電針脈沖信號之間相隔離，上述輸出脈沖電壓采樣模塊中，還包括脈沖電壓取樣電阻r5和電壓隔離檢測傳感器sv，所述電壓隔離檢測傳感器sv的兩個輸出端與所述第二偏置電阻r7并聯；所述電壓隔離檢測傳感器sv的兩個輸入端作為所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸入端；所述電壓隔離檢測傳感器sv的一個輸入端連接電針脈沖變壓器次級線圈的一級，所述電壓隔離檢測傳感器sv的另一個輸入端經脈沖電壓取樣電阻r5連接所述電針輸出回路。

與上述輸出脈沖電壓采樣模塊類似，本發明同時還提出一種適用于上述電針治療系統的回路電流采樣模塊，包括第二運算放大器u1b、第三偏置電阻r1、第四偏置電阻r2、第三分壓電阻r3和第四分壓電阻r4：

所述第三偏置電阻r1和第四偏置電阻r2依次串接在基準參考信號ref和地之間，所述第三偏置電阻r1和第四偏置電阻r2的連接端作為所述回路電流采樣模塊的輸入端連接電針輸出回路；所述回路電流采樣模塊的輸入端連接所述第二運算放大器u1b的一個輸入端；所述第二運算放大器u1b的一個輸入端還與所述第二運算放大器u1b的輸出端連接；

所述第二運算放大器u1b的另一輸入端接地；

所述第二運算放大器u1b的輸出端經第三分壓電阻r3和第四分壓電阻r4分壓后接地，所述第三分壓電阻r3和第四分壓電阻r4的連接端作為所述回路電流采樣模塊的輸出端。

進一步的，上述回路電流采樣模塊還包括電流隔離檢測傳感器sc，所述電流隔離檢測傳感器的兩個輸入端作為所述回路電流采樣模塊的輸入端，所述電流隔離檢測傳感器sc的一個輸入端連接電針脈沖變壓器次級線圈的一極，所述電流隔離檢測傳感器sc的另一輸入端連接所述電針輸出回路；所述電流隔離檢測傳感器sc的兩個輸出端與所述第四偏置電阻r2并聯。

有益效果

本發明由輸出脈沖電壓采樣模塊、回路電流采樣模塊直接對電針輸出裝置形成的人體電阻回路進行采樣，在不額外增加針灸師操作的前提下，能夠直接獲取電針治療過程中患者所受電針刺激的準確數據。

由于直接通過電針獲取采樣信號，本發明可有效避免傳統貼片采樣過程中因皮膚組織的差異而帶來的干擾，提高電針刺激數據的準確性。而且，這樣的采樣方式無需增加醫療人員的操作步驟，更加高效便捷。

本發明所提供的治療系統，由于其能夠(通過同步控制)在電針脈沖時隙內精確獲知施加于患者的體感電流值ip、體感電壓值up，由此獲得施加于患者的實際脈沖能量。因此本系統實際治療劑量準確、可控。

本發明還能夠根據采集到的電流情況，實時獲知具體的治療狀態。在電針脈沖輸出回路斷開，電流值異常增大時進行報警，以此保障治療的有效性。

進一步，通過增設存儲單元，本發明還能夠由測得的體感電流值ip或患者的等效電阻r數據的變化規律，配合回溯脈沖時隙和電針針頭所處位置，確定有效穴位空間的分布范圍。本發明能夠有效避免傳統電針治療中，由于依賴患者主觀感受控制刺激強度而造成的過度刺激或治療不足。本發明能夠在不增加額外治療操作的同時，進一步提高電針治療的精確度，為臨床研究提供數據依據。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，并與本發明的實施例一起，用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為根據本發明的基于針刺穴位阻抗的電針治療系統框圖；

圖2為根據本發明實施例中輸出脈沖電壓采樣模塊及回路電流采樣模塊的電路圖；

圖3為本發明實施例中針刺位置與采樣信號對應關系示意圖；

圖4為本發明實施例中電針脈沖輸出信號示意圖；

圖5為現有電針儀輸出回路原理示意圖；

圖6為輸出回路等效電路圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖5為現有電針儀的輸出回路原理示意圖。通常現有電針儀均默認患者人體阻抗為250ω的標準等效電阻，由此通過調節電位器旋鈕、檔位等方式調節刺激強度。

參照圖6所示的等效電路。其中：

u：電針儀輸出插座開路時的脈沖電壓。

ri：電針儀輸出回路的內阻。

rl：電針儀輸出回路的負載(測試時為電阻，臨床使用時為患者組織)。

ul：負載實際得到的脈沖電壓。

il：實際通過負載的脈沖電流。

可以得到：

很明顯，負載rl上面得到的ul與u、ri、rl都有關，盡管u和ri可以做到已知，但是實際使用時rl是未知的(因為患者差異)，故ul也是未知(刺激量的物理參數)，必須通過別的方式來得到ul或者il。實驗室條件下可以借助另外的儀器設備來實現，臨床治療時卻不可能這樣做。一是使用特別麻煩，二是別的儀器設備不屬于醫療器械，法規也不允許接入患者。

現實情況是，高級一點的電針儀在負載rl為標準值情況下，能夠保證ul的值。普通一點的電針儀，除了保證在負載rl為標準值情況下的最大輸出外，中間范圍輸出的脈沖電壓到底是多少，連輸出設備自身也不知道。更夸張的現象時，輸出回路已經開路(輸出導線脫落、斷裂、電針夾脫開)根本沒有脈沖電流通過治療穴位組，而電針儀的強度狀態或者示值還顯示正常。

因此，由于人體個體差異以及電針刺激位置偏差等影響，實際上輸出回路中人體獲得的電針刺激量無從考證，輸出電壓強度指示只能作為相對量。

由此，按照圖1，本實施例中給出了一種基于針刺穴位阻抗的電針治療系統，包括電針脈沖合成放大模塊(psau)、電針輸出裝置、數據處理模塊(dpu)、工作狀態顯示模塊(isdu)、輸出脈沖電壓采樣模塊、回路電流采樣模塊、模數轉換模塊(adc)以及同步模塊(sctu)；系統還可選擇性地設置鍵盤輸入模塊(ku)、聲光提示模塊(sliu)、通訊模塊(icu)中的一種或多種。

所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸入端連接所述數據處理模塊(dpu)的脈沖控制信號輸出端，所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸出端連接所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊的輸入端，所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊與所述電針輸出裝置交互連接，同時，所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊的輸出端連接所述模數轉換模塊(adc)的信號輸入端，所述模數轉換模塊(adc)的同步控制端連接所述同步模塊(sctu)的輸出端，所述模數轉換模塊(adc)的輸出端連接所述數據處理模塊(dpu)的數據輸入端，所述數據處理模塊(dpu)的同步信號輸出端連接所述同步模塊(sctu)的輸入端，所述數據處理模塊(dpu)的顯示接口與所述工作狀態顯示模塊(isdu)連接；

所述電針脈沖合成放大模塊(psau)用于根據所述數據處理模塊(dpu)產生的脈沖控制信號生成電針脈沖信號，輸出；

所述電針輸出裝置包括至少一對通過電極夾與所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊連接的針灸針；所述針灸針的針尖部位導電；

所述工作狀態顯示模塊(isdu)用于根據所述數據處理模塊(dpu)處理得到的顯示信號進行電針治療系統工作狀態的顯示；

所述輸出脈沖電壓采樣模塊用于為所述電針輸出裝置輸出電針脈沖信號；同時由于采集所述電針輸出裝置形成的電針脈沖輸出回路的電壓值；所述回路電流采樣模塊用于為所述電針輸出裝置輸出電針脈沖信號；同時由于采集所述電針輸出裝置所形成的電針脈沖輸出回路的電流值；

所述模數轉換模塊(adc)用于在電針脈沖時隙內將所述輸出脈沖電壓采樣模塊或所述回路電流采樣模塊采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值或電流值模擬量轉化為數字量輸出至所述數據處理模塊(dpu)；

所述同步模塊(sctu)用于根據所述數據處理模塊(dpu)的同步信號對所述模數轉換模塊(adc)進行同步控制，確定輸出脈沖電壓、回路脈沖電流adc啟動的時機；

所述鍵盤輸入模塊(ku)用于接收用戶操作，向所述數據處理模塊(dpu)輸入指令信息；可采用薄膜開關、觸摸屏等；

所述聲光提示模塊(sliu)由于在數據處理模塊(dpu)檢測到電針脈沖輸出回路異常時報警；

所述通訊模塊(icu)用于連接計算機、智能終端等外部設備進行數據交互；

所述數據處理模塊(dpu)用于協調所述電針脈沖合成放大模塊(psau)、電針輸出裝置、數據處理模塊(dpu)、工作狀態顯示模塊(isdu)、輸出脈沖電壓采樣模塊、回路電流采樣模塊、模數轉換模塊(adc)以及同步模塊(sctu)工作，同時對采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值、電流值進行處理；可采用如stm32系列的arm微處理器；

所有模塊均與電源管理模塊連接，由其將試點轉換為各模塊所需電源。

具體的，上述電針治療系統中，所述同步模塊(sctu)包括電針脈沖起點邊沿感知器、定時器和模數轉換觸發信號接口；所述電針脈沖起點邊沿感知器的輸入端連接所述數據處理模塊(dpu),作為所述同步模塊(sctu)的輸入端；所述模數轉換觸發信號接口連接所述魔術轉換模塊(adc)，作為所述同步模塊(sctu)的輸出端；

所述同步模塊(sctu)用于根據所述電針脈沖起點邊沿感知器的控制，在所述電針脈沖的起始時刻，啟動所述定時器開始計時，計時到所述電針脈沖幅度達到最大值時，通過所述模數轉換觸發信號接口向所述模數轉換模塊(adc)輸出使能信號，從而實現模數轉換動作與電針的脈沖輸出同步。

同時，上述電針治療系統中，所述電針脈沖合成放大模塊(psau)包括電針脈沖起點邊沿信號接口、電針脈沖終點邊沿信號接口、mos驅動管、隔離脈沖升壓變壓器、連續可變直流電源；所述電針脈沖起點邊沿信號接口和所述電針脈沖終點邊沿信號接口作為所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸入端，連接所述處理器；所述隔離脈沖升壓變壓器的次級作為所述電針脈沖合成放大模塊(psau)的輸出端，連接所述輸出脈沖電壓采樣模塊、所述回路電流采樣模塊；

所述電針脈沖合成放大模塊(psau)用于通過所述電針脈沖起點邊沿信號接口、所述電針脈沖終點邊沿信號接口接收處理器中定時器的兩個輸出信號，通過所述電針脈沖起點邊沿信號確定電針脈沖出現的時刻，通過所述電針脈沖終點邊沿信號確定所述電針脈沖的持續寬度，形成電針脈沖驅動信號；

所述隔離脈沖升壓變壓器連接所述連續可變直流電源，由所述連續可變直流電源向所述隔離脈沖升壓變壓器提供工作電源；

將所述電針脈沖驅動信號加載到所述mos驅動管的柵極，通過所述mos驅動管對所述隔離脈沖升壓變壓器的初級提供激勵，通過所述隔離脈沖升壓變壓器的次級向所述輸出脈沖電壓采樣模塊、所述回路電流采樣模塊輸出脈沖電壓。

上述電針治療系統中，所述數據處理模塊(dpu)對采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值、電流值處理的方法如下：

將采集到的電針脈沖輸出回路的電壓值與電針脈沖合成放大模塊輸出的電針脈沖信號電壓值比較，獲得體感電壓值up；將采集到的電針脈沖輸出回路的電流值與電針脈沖合成放大模塊輸出的電針脈沖信號電流值比較，獲得體感電流值ip；根據所述同步信號獲取電針脈沖寬度tw；

按照公式r＝up/ip計算電針脈沖輸出回路的等效電阻r；

按照公式e＝ip²rtw或e＝twup²/r或e＝ipuptw計算脈沖能量e；

記錄所述電針脈沖輸出回路的等效電阻r與針刺深度、針刺時間的關系；

根據體感電流值ip判斷工作狀態；在體感電流值ip低于開路判斷閾值時，判斷電針脈沖輸出回路異常。

由于針刺療法是針灸醫師利用針灸針按照一定的動作節律對患者穴位進行機械刺激，從而引起患者“得氣”以增強機體自我調整能力的一種治療方法。臨床針刺的操作規范以及經驗文獻中都要求控制進針的位置、角度以及深度，從中可以反映出不同穴位的針刺刺激敏感深度是有差別的，也就是說穴位或者說穴位刺激敏感區是一種空間分布，即相對于皮膚表面具有深淺的位置關系。

然而經穴部位數量多達四百多個，遍布全身，很多名字生僻怪異，要記住記全名稱已經不容易了。人體體表也不具有類似于點、線、網格這種尺寸、方位的現代基準測量定位標識，盡管有國標，實際操作時也基本上是估算，定位結果一定會因人而異，針刺的位置就有可能存在偏差。針刺的深度憑借“得氣”這種現象來判定，顯然對這種現象的感知非常主觀。尤其是被針者的自覺指征會因為他的語言、文化、耐受能力、身體狀況、語言表達以及施針者的理解等多種因素而造成極大的差異。即使施針者的他覺指征，完全是依靠手感獲得，不同經驗的施針者估計感覺也存在很大的差異?；谏鲜銮闆r，如果位置都沒找準，如何保證針刺治療的標準化。更何況針刺操作也沒有任何客觀的可記錄的數據資料。目前現有的各種探穴的儀器，也都是從皮膚表面進行檢測，并不能精確確定皮下的“穴位刺激敏感區”的位置和空間分布。

參照圖3所示，由于穴位并不是一個點，更不是皮膚表面的一個點，從皮膚上定位意義不大。相反，如果能夠在人體內部對穴位的有效范圍進行精確定位，那么皮膚表面的定位精度也不是特別重要了，畢竟針刺不一定必須垂直于皮膚。再說現在也沒有哪種儀器能夠在體表將穴位精確標記在一個極小的點上。

傳統方法是利用針灸針與“刺激敏感區”組織的相對運動引起穴位刺激，現代針灸治療已經廣泛使用電針脈沖信號進行刺激，因此電信號一樣也能產生刺激作用，這一點已經得到公認。這提醒我們有可能可以采用電信號來作為“刺激敏感區”定位的刺激信號，這樣的信號可以通過電路控制、監測信號電流的大小，避免人工主觀判定刺激反應的程度。

皮膚表面探穴是基于良導點，“刺激敏感區”會不會是造成這個穴位對應皮膚表面區域電阻更低的原因，存在很大的可能性。那么我們直接從這個“刺激敏感區”來測量穴位組間的電阻，應該克服了從皮膚表面測量帶來的干擾，結果應該更加準確。

回路針灸針沒有都刺入被針者時，回路電阻無窮大，儀器很容易識別出此時工作回路針灸針并沒有完都刺入被針者。

當回路針灸針刺入了被針者但還沒有達到敏感區時(a)，這部分組織導電性較差，儀器會檢測到一個較大的電阻，識別出在針刺過程中。此時繼續刺入，針尖進入刺激敏感區(b)，這部分組織導電性很好，電阻會急劇變小，這時儀器可以識別出針灸針已經達到刺激敏感區，電阻剛變小的時候就是穴位空間分布的外側界面。再繼續刺入，針尖越過刺激敏感區(c)，電阻會急劇變大，這時儀器可以識別出當前針灸針已經越過了刺激敏感區。電阻剛變大的時候就是穴位空間分布的內側界面。反復從不同位置這樣操作，理論上可以描繪出穴位的空間分布，至少可以作為一種科研手段。但是作為臨床針刺治療，保證針灸針到達了刺激敏感區就可以了。這個電阻及其變化過程的數據都可以記錄，已經用物理量表達出來，不再是以前的主管判定。

同時我們完全可以把電針治療和穴位空間定位結合起來，甚至結合數據采集、存儲技術，建立起針刺定位、電針治療和療效評價。

因而，更進一步，上述電針治療系統中，還可包括存儲單元，所述存儲單元用于按照針刺時間順序存儲所述體感電流值ip、體感電壓值up、電針脈沖寬度tw、電針脈沖輸出回路的等效電阻r、脈沖能量e中、針刺深度中的一種或多種數據。

考慮到傳統針灸針針體通長都能導電，可以看出，在針刺的深度方向，針體與組織的接觸面積會隨針刺深度增加而增加，由此，接觸電阻會逐漸變小。盡管皮下組織非刺激敏感區導電性差一些，但并不是不導電，通常需要配合對采樣信號進行特殊訓練及處理才能夠區分出電流是從非敏感區流過還是從敏感區流過，尤其是b、c情況。

因此，為保證電針脈沖能夠準確到達穴位，并保證采集的電流值、電壓值的準確性，本發明中的電針針體外部優選包裹有光滑、質密的絕緣層，僅針尖部位漏出導體，導電。所用的電針夾還可設置指示裝置、發熱體和溫度傳感器，便于針對患者需求進行針對性的刺激。

很明顯，由于這種針灸針的導電面積基本固定，采樣得到的信號受針刺深度的干擾較小，因而能夠避免接觸電阻變化的影響，回路的電阻僅與針尖所在的空間位置對應路徑的電阻大小有關。

具體的，電針治療脈沖頻率一般都是低頻，本實施例中，以100hz為例，t＝10ms，而脈沖寬度都在1ms之內，輸出信號占空比為1/10。實際應用的頻率往往在10hz以內(t＝100ms)，脈沖寬度在0.2～0.4ms左右，輸出信號占空比為0.2/100～0.4/100。波形參照圖4。測量電流限值的有效值沒有什么意義，系統應重點關注脈沖輸出期間的能量。因而同步模塊必不可少，保證系統始終在脈沖輸出期間進行檢測(tw期間)，而不是在任何時刻都在檢測。

參照圖2，本實施例中，還特別提出一種適用于上述電針治療系統的輸出脈沖電壓采樣模塊，包括第一運算放大器u1c、第一偏置電阻r6、第二偏置電阻r7、第一分壓電阻r8和第二分壓電阻r9：

所述第一偏置電阻r6和第二偏置電阻r7依次串接在基準參考信號ref和地之間，所述第一偏置電阻r6和第二偏置電阻r7的連接端作為所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸入端連接電針輸出回路；所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸入端連接所述第一運算放大器u1c的一個輸入端(如，反相端)；所述第一運算放大器u1c的一個輸入端還與所述第一運算放大器u1c的輸出端連接；

所述第一運算放大器u1c的另一輸入端(如，同相端)接地；

所述第一運算放大器u1c的輸出端經第一分壓電阻r8和第二分壓電阻r9分壓后接地，所述作為所述第一分壓電阻r8和第二分壓電阻r9的連接端作為所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸出端，連接至模數轉換模塊(adc)，從而實現處理器對輸出回路的脈沖電壓的檢測。

進一步，為實現采樣與電針脈沖信號之間相隔離，上述輸出脈沖電壓采樣模塊中，還包括脈沖電壓取樣電阻r5和電壓隔離檢測傳感器sv，所述電壓隔離檢測傳感器sv的兩個輸出端與所述第二偏置電阻r7并聯，向第一運算放大器u1c輸入電壓采樣信號；所述電壓隔離檢測傳感器sv的兩個輸入端作為所述輸出脈沖電壓采樣模塊的輸入端；所述電壓隔離檢測傳感器sv的一個輸入端連接電針脈沖變壓器次級線圈的一級，所述電壓隔離檢測傳感器sv的另一個輸入端經脈沖電壓取樣電阻r5連接所述電針輸出回路，用于感知電針輸出回路脈沖電壓的幅度。

與上述輸出脈沖電壓采樣模塊類似，本發明同時還同時提出一種適用于上述電針治療系統的回路電流采樣模塊，包括第二運算放大器u1b、第三偏置電阻r1、第四偏置電阻r2、第三分壓電阻r3和第四分壓電阻r4：

所述第三偏置電阻r1和第四偏置電阻r2依次串接在基準參考信號ref和地之間，所述第三偏置電阻r1和第四偏置電阻r2的連接端作為所述回路電流采樣模塊的輸入端連接電針輸出回路；所述回路電流采樣模塊的輸入端連接所述第二運算放大器u1b的一個輸入端(如，反相端)；

所述第二運算放大器u1b的一個輸入端還與所述第二運算放大器u1b的輸出端連接；

所述第二運算放大器u1b的另一輸入端(如反相端)接地；

所述第二運算放大器u1b的輸出端經第三分壓電阻r3和第四分壓電阻r4分壓后接地，所述第三分壓電阻r3和第四分壓電阻r4的連接端作為所述回路電流采樣模塊的輸出端，連接至模數轉換模塊(adc)，從而實現處理器對輸出回路電流的檢測。

進一步的，上述回路電流采樣模塊還包括電流隔離檢測傳感器sc，所述電流隔離檢測傳感器的兩個輸入端作為所述回路電流采樣模塊的輸入端，所述電流隔離檢測傳感器sc的一個輸入端連接電針脈沖變壓器次級線圈的一極，所述電流隔離檢測傳感器sc的另一輸入端連接所述電針輸出回路，使輸出回路的脈沖電流全部經過電流隔離檢測傳感器sc；所述電流隔離檢測傳感器sc的兩個輸出端與所述第四偏置電阻r2并聯，向第二運算放大器u1b輸入電流采樣信號。r2上面的信號電壓與實際通過治療回路的電針電流電氣隔離并大小關聯。

圖2中，

tr：電針儀脈沖升壓變壓器，位于電針脈沖合成放大模塊(psau)；

sc：電流隔離檢測傳感器，檢測電針脈沖輸出回路的實際輸出脈沖電流，即體感電流ip；

sv：電壓隔離檢測傳感器，檢測電針脈沖輸出電壓，即體感電壓up；

rl：等效電阻。

ref：信號參考基準，不大于3v。

r1、r2、r6、r7：偏置電阻。

u1b、u1c、r3、r4、r8、r9：脈沖取樣信號處理電路。其中u1b、u1c可選擇ne5532、lm324等運算放大器。

adc：模數轉換模塊?？梢允仟毩⑹侥缔D換器也可以是諸如stm32處理器自帶的模數轉換器外設。

ad-pulc：模擬信號，已經處理到適合模數轉換模塊的電針脈沖輸出電流信號，最大幅度不大于3v。

ad-pulv：模擬信號，已經處理到適合模數轉換模塊的電針脈沖輸出電壓信號，最大幅度不大于3v。

國家標準提供的脈沖能量計算公式

e＝ip²rtw或者

很明顯是基于已知的測試負載，再通過示波器測量電針儀輸出的脈沖電壓和脈沖寬度就能計算出脈沖能量，在實驗室環境下是沒問題的。但是電針儀在實際使用時，負載是輸出回路所連接的生物組織，等效電阻既是未知的，也不可能是完全相同的。在這種情況下，每一個電針脈沖到底給患者提供了多少脈沖能量，顯然不好以上述公式來計算，我們將計算公式改變如下。

e＝upiptw

其中up、ip通過本發明電路和控制時序很容易檢測出來，而tw是電針儀已知的參數，那么在線實現實際輸出脈沖電壓、通過患者的實際脈沖電流以及每一個脈沖患者得到的實際脈沖能量就很容易計算出來。同時根據歐姆定理，電針儀輸出回路等效電阻也就得到了。

當電針脈沖變壓器tr次級輸出脈沖信號時，經隔離檢測傳感器sc、電針脈沖輸出插座、電針電極、穴位間組織(等效電阻)形成脈沖電流回路，脈沖電流通過隔離檢測傳感器sc感應出模擬信號ad-pulc，該信號與電針脈沖輸出電流ip相關，ip也就是通過穴位組電針電極之間生物組織的實際脈沖電流。而穴位組電針電極對上面的脈沖電壓就是up，up通過r5經過隔離檢測傳感器sv感應出模擬信號ad-pulv，該信號與up大小相關。

模擬信號ad-pulc、ad-pulv是與電針輸出脈沖信號同時出現的，因此在電針儀開始輸出脈沖信號時，數據處理模塊(dpu)通過跟蹤檢測同步模塊(sctu)生成模數轉換模塊(adc)的啟動信號，并在電針脈沖保持期間(tw)完成ad-pulc、ad-pulv的模數轉換，并將轉換結果傳遞給數據處理模塊(dpu)，數據處理模塊(dpu)根據脈沖電流、脈沖電壓標定規則得出當前施加給患者的實際脈沖電壓up和脈沖電流ip。從而得到每一個電針輸出脈沖的能量e，且在每一個脈沖輸出期間都可以得到實時的穴位組之間生物組織等效電阻r。

脈沖電流、脈沖電壓標定規則：在標準負載(如250ω電阻)上從0v到60v通以脈沖信號，以每1v為步進分別測量標準負載獲得脈沖電壓up并計算出脈沖電流ip，將每的一點up和ip與ad-pulc、ad-pulv對應的模數轉換結果進行關聯擬合，得到負載up和ip與ad轉換結果之間的關聯關系，而ad轉換結果是已知的，在任何一個ad轉換結果都能反推實際加載和通過負載的up和ip。

數據處理模塊(dpu)將每一個脈沖輸出期間得到的up、ip和tw進行存儲，并對up、ip、r進行判斷，可以得出輸出回路所處的狀態。

開路狀態：ip特別小，表示至少有一個電極沒有接入或者輸出導線斷裂、脫落等。

針刺階段：ip從特別小開始變大，但r還沒有達到一個較小的值。

針尖到達刺激敏感區階段：ip減小后又繼續增大，r增大后又回到較小值，當前針灸針針尖處于刺激敏感區內。

關于“刺激敏感區”(或“有效穴位空間的分布”)：

上電后，電針儀持續輸出一個較小幅度的監測脈沖信號，幅度低到不至于引起患者刺激感。因為還沒有接入治療回路，電針儀檢測到的回路電阻為無窮大，電針儀就能確定當前處于等待針刺階段。

操作人員將第一個電極夾夾在第一根針灸針上，刺入第一個穴位，暫不做提插操作。此時輸出回路仍然處于開路狀態。

接著操作人員將第二個電極夾夾在第二根針灸針上，刺入第二個穴位，此時輸出回路閉合，感知到了監測脈沖信號電流，自動進入穴位定位狀態。電針儀會根據檢測到的回路電阻不同出現數值、聲音音調、燈光閃爍的變化。醫生在提插針灸針過程中，電阻會由大變小(針尖進入刺激敏感區)、由小變大(針尖刺過敏感區)、由大變小(針尖回到刺激敏感區)，提插操作結束后，將針灸針深度保持在電阻顯示最小位置即可。

這個階段的操作與傳統電針治療操作并無二致。

接著對第一根針灸針做提插操作，回路電阻也會出現上述變化規律，提插操作結束后，將針灸針深度保持在電阻顯示最小位置即可。這個階段的操作與傳統電針治療操作也沒有區別。

這樣兩根針灸針的針尖最終都停留在刺過敏感區內，從而實現了皮下穴位針刺精確定位。

然后啟動電針治療，電針儀按照設置的工作參數輸出脈沖信號，在每個脈沖保持期間跟蹤檢測實際得到的脈沖電壓、脈沖電流，計算出回路電阻和脈沖能量，并將這些數據保存與分析處理。

本發明技術方案的優點主要體現在：

1)保證了針刺操作針尖位置真正處于“刺激敏感區”之內，避免了靠經驗、靠刻度以及靠皮膚表面定位帶來的人為偏差。

2)針刺定位操作是否到位具備數據追溯能力，也為保障針刺操作是否規范提供了一種技術支持。

3)徹底避免了被測者皮膚組織差異對生物組織經穴電阻特性檢測的干擾。

4)徹底避免了傳統經穴電阻檢測因檢測電極材料、接觸面積、接觸松緊、操作手法等對結果帶來的影響。

5)治療和檢測同步進行，臨床操作與傳統電針治療無異，不增加任何工作量也不改變任何操作手法，易于被醫務人員接收。

6)精確的針刺位置保證、精確的脈沖能量測量與統計、精確的治療穴位組路徑電阻跟蹤測量與統計，至少從工程層面為電針臨床提供了科學的數據，是實現臨床治療劑量研究與控制、臨床療效評估的基礎保證。非常適合于電針臨床治療、教學和科研。

7)在電針治療過程中，能夠自動監測治療回路狀態，比如導線脫落、導線斷裂、電極夾脫落、針灸針脫落等臨床常見的意外情況，及時提醒操作人員處理。

本領域普通技術人員可以理解：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。