中醫(yī)橋弓穴智能按摩降壓儀的設(shè)計與應(yīng)用

雷駿軒，蔡偉藍，鄧文斐，洪學(xué)勤，黃珊鈴，明海翔，夏靜嫻，范志勇，李敏（通信作者）

1 廣州中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥數(shù)理工程研究院 （廣東廣州 510006）；2 廣州中醫(yī)藥大學(xué)針灸康復(fù)臨床醫(yī)學(xué)院 （廣東廣州 510403）；3 廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬佛山市中醫(yī)院 （廣東佛山 528000）；4 廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院 （廣東廣州 510120）

近年來，我國的高血壓患病率不斷升高[1-2]，做好該病的防治工作非常必要。目前，針對高血壓患者，臨床以西藥治療為主，但受個體差異的影響，導(dǎo)致很多患者無法得到根治且需終身服藥，長期服用降壓藥物又易引起許多不良反應(yīng)，給患者帶來較重的經(jīng)濟負擔(dān)[3]，因此，實行“綠色降壓”非常重要。從中醫(yī)角度分析，橋弓穴與膽經(jīng)、胃經(jīng)、大腸、小腸及三焦經(jīng)關(guān)系密切，通過對該穴的刺激可以調(diào)理上述經(jīng)脈氣血的運行、平衡相關(guān)臟腑的陰陽，從而達到育陰潛陽、疏理肝膽、調(diào)理脾胃、通調(diào)三焦等作用，且能夠針對高血壓的病因病機起到平肝息風(fēng)、清腦明目、寧心安神等功效[4]，操作簡單便捷，效果良好[5-8]；但是，按摩橋弓穴的力度、頻率、次數(shù)可能因個人操作而存在偏差導(dǎo)致無法達到理想的效果?；诖耍覀冊O(shè)計了一臺用于按摩橋弓穴的智能降壓儀（國家實用新型專利201822046585.7），現(xiàn)報道如下。

1 結(jié)構(gòu)

1.1 主體結(jié)構(gòu)

該降壓儀主要由護枕部、活動調(diào)節(jié)桿、推橋弓裝置及護頸部底座四部分組成（圖1～6）。（1）護枕部：分為護枕部上段1和護枕部下段2，降壓儀通過護枕部上段1伸出端6貼合在人耳和髎穴處，活動調(diào)節(jié)桿3作為連接體將護枕部部分與護頸部底座5相結(jié)合，以此固定頭部，防止裝置工作時發(fā)生滑脫。（2）活動調(diào)節(jié)桿：活動調(diào)節(jié)桿3分為上段8（是半徑1 cm、長4 cm的空心圓柱體，其上有孔10～12，3個孔間隔均勻，均為1 cm）和下段9（是半徑0.7 cm、長3 cm的空心圓柱體），上段8與護枕部下段2連接，下段9與護頸部底座5連接，在距離下段9頂端0.5 cm處有兩端帶珠子的桿通過；根據(jù)個人頸長，可通過同時固定不銹鋼球13，拉動活動調(diào)節(jié)桿下段9，將不銹鋼球13移至孔10，此時活動調(diào)節(jié)桿3總長為4 cm，以此方式，當(dāng)不銹鋼球13移至所述孔11時，活動調(diào)節(jié)桿3總長為5 cm，當(dāng)不銹鋼球13移至孔12時，活動調(diào)節(jié)桿3總長為6 cm。（3）推橋弓裝置：推橋弓裝置4分為推橋弓裝置活動端14、推橋弓裝置外殼22、普通直流電機18、馬達19、氣缸20、按摩珠21、運動槽23、底墊24、拉伸桿25幾部分，推橋弓裝置活動端14通過連接孔7與護枕部下段2連接，在護枕部下段2的內(nèi)部有不完全閉合腔17，推橋弓裝置活動端14、連接體15與滾動球16為一整體，滾動球16嵌入不完全閉合腔17中，以轉(zhuǎn)動滾動球16帶動連接體15和推橋弓裝置活動端14的轉(zhuǎn)動，以此準(zhǔn)確將裝置固定于翳風(fēng)穴處。（4）護頸部底座：護頸部底座5分為護頸底座外殼26、彈力臂27、電源鍵29、電源指示燈30、充電口31、護頸底座底墊32幾部分，護頸部底座5與推橋弓裝置4嵌合為一體，通過活動調(diào)節(jié)桿下段9與護枕部下段2連接構(gòu)成降壓儀的基本骨架；護頸部底座5中彈力臂27采用彈簧形軟殼，可拉伸、壓縮及個性化調(diào)節(jié)護頸部底座5的長度及開合角度，從而最大限度地適應(yīng)患者頸部的生理結(jié)構(gòu)，提高舒適感；充電口31采用USB接口，護頸部底座5內(nèi)部中的電芯是裝置電源的核心部分，即是裝置電源的電量儲存器。

降壓儀的工作原理：儀器運作由STC89C52單片機控制，充電管理系統(tǒng)將電量信號通過A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為單片機可接收的數(shù)字信號，電量信號經(jīng)單片機處理后轉(zhuǎn)化為指示燈的顏色信號，當(dāng)電量不足時，指示燈顯示紅色，提示需要充電，當(dāng)電量充足時，指示燈顯示綠色，提示充電結(jié)束。

1.2 推橋弓裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

普通直流電機18上的接觸面28與推橋弓裝置外殼22內(nèi)部連接形成一個固定面，普通直流電機18連接氣缸20的前端，氣缸20側(cè)面連接馬達19，氣缸20內(nèi)拉伸桿25連接按摩珠21，按摩珠21上附著柔性壓力傳感器，以上零件相互連接成為一個整體，構(gòu)成推橋弓裝置。

推橋弓裝置的硬件運行過程：將具有易彎曲性、延展性的柔性壓力傳感器（電容性壓力傳感器）以膠貼封裝方式，貼附在所述按摩珠21的表面，以STC89C52單片機——一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器作為降壓儀控制系統(tǒng)的核心；啟動電源，在STC89C52單片機的控制下，通過STC89C52內(nèi)部的定時器T0輸出PWM 信號，經(jīng)由光電耦合器MOC3021的保護，將PWM 信號傳入驅(qū)動芯片L298，經(jīng)過一定的電壓放大，使電機工作，達到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動速度，在STC89C52單片機的控制下，兩側(cè)氣缸分別以兩側(cè)所述直流式電機為圓心，相繼做圓周運動；兩側(cè)氣缸轉(zhuǎn)動的速度設(shè)置為4 s/圈，進行輪替運動的間隔時間為2 min，左側(cè)氣缸先轉(zhuǎn)右側(cè)氣缸后轉(zhuǎn)；在氣缸轉(zhuǎn)動的同時，馬達19壓縮氣缸內(nèi)的空氣形成壓力能，氣缸20將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能，使拉伸桿25做往復(fù)直線運動；通過程序?qū)㈦娙輭毫鞲衅鞲惺艿? kg 壓力所產(chǎn)生的電容信號設(shè)立為目標(biāo)信號；拉伸桿25在氣缸的作用下往外運動，使得按摩珠21接觸到皮膚，由按摩珠表面的電容性壓力傳感器檢測到的電容信號，經(jīng)信號調(diào)理電路CAV424芯片將電容信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過A/D 轉(zhuǎn)換器和信號放大一系列信號處理轉(zhuǎn)化為單片機可接收的數(shù)字信號，交由單片機處理，當(dāng)單片機識別到目標(biāo)信號時，伸縮桿回縮，以此達到舒適的按摩力度；STC89C52單片機結(jié)合程序，設(shè)置定時功能，推拿總時間為5 min，當(dāng)達到預(yù)定時間時，裝置自動停止運作；系統(tǒng)程序由C 語言編程，交由Keil 軟件調(diào)試，以此形成智能閉環(huán)控制系統(tǒng)，既能實現(xiàn)推橋弓裝置沿既定軌跡（自翳風(fēng)穴至缺盆穴）自動循跡功能，又能完成雙側(cè)輪替推橋弓運動。總之，推橋弓裝置內(nèi)按摩珠運動軌跡為單向運動，運動順序為先左側(cè)后右側(cè)，力度為1 N，速度為4 s/圈，運動時間為5 min[8-10]。

圖1 降壓儀的正面示意圖

圖2 降壓儀的側(cè)面示意圖

圖3 活動調(diào)節(jié)桿的內(nèi)部圖

2 使用操作

在使用該降壓儀時，患者取坐位，可通過調(diào)節(jié)活動調(diào)節(jié)桿3與彈力臂27，將儀器固定在頸部，待確定推橋弓裝置準(zhǔn)確固定住翳風(fēng)穴與缺盆穴的位置后，開啟電源鍵，推橋弓裝置內(nèi)的按摩珠會先按摩左側(cè)橋弓穴再按摩右側(cè)，且為單向按摩，待達到預(yù)定時間后，裝置會自動停止運行。

3 特色與創(chuàng)新

（1）市面上同類產(chǎn)品稀缺，且產(chǎn)品自身特點優(yōu)劣參半，如半導(dǎo)體治療儀雖易攜帶，但激光束可對人體造成不良影響，修正降壓儀JX-Ⅶ雖輕巧便攜，但需患者手持儀器操作并定位，易出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確的情況，而本次設(shè)計的智能降壓儀結(jié)構(gòu)新穎獨特，輕巧、便攜、安全，運用智能調(diào)控，可準(zhǔn)確定位穴位，規(guī)范按摩力度、方向、時間，降壓即時效應(yīng)與有效率高；（2）傳統(tǒng)降壓方法多為服用西藥，導(dǎo)致很多患者無法得到根治且需終身服藥，長期服用降壓藥物又易引起許多不良反應(yīng)，給患者帶來較重的經(jīng)濟負擔(dān)，而該降壓儀可以通過按摩達到降壓的效果，見效迅速，且該降壓儀可以聯(lián)合其他降壓方法使用，進一步增強療效。

圖4 護枕與推橋弓裝置連接端的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 推橋弓裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖6 推橋弓裝置的使用圖

4 小結(jié)

目前，市面上降壓儀的種類稀缺，產(chǎn)品自身特點優(yōu)劣參半，降壓效果和持久性有待數(shù)據(jù)考察，且以中醫(yī)穴位按摩為理論基礎(chǔ)研制的降壓儀只占少數(shù)，本次設(shè)計的智能降壓儀在參考現(xiàn)有降壓儀優(yōu)缺點的情況下，著重結(jié)合中醫(yī)穴位按摩理論，盡可能彌補已上市降壓儀的不足，以滿足患者需求。