基于力-IMU融合的传感针灸针及针刺手法定量分析系统
系统与控制
2025-07-08 v1 系统与控制
摘要
针灸作为中医（TCM）的关键治疗方法之一，已被广泛应用于各个临床领域。针刺手法参数的定量研究对于实现标准化技术至关重要。然而，针刺参数的定量力学检测仍然有限。本研究建立了针刺的运动学和动力学模型，识别了提插力、加速度、速度、位移以及捻转角度和角速度等关键参数。为了测量这些关键参数，我们提出了一套定量系统，包括配备力传感器和惯性测量单元（IMU）的传感针，以及用于捕捉图像信息的外部摄像头模块。通过融合视觉和IMU数据，我们准确识别了针的静止或运动状态，从而实现了提插速度和位移的分段计算。实验结果表明，该传感针实现了高精度的全面检测，力测量的非线性误差为0.45%，位移的均方根误差（RMSE）为1.2毫米。提取的参数为四种基本针刺手法的操作特征和运动模式提供了客观描述。这些发现为针刺标准化研究提供了有价值的工具和方法。
引用
@article{arxiv.2507.04821,
title = {Force-IMU Fusion-Based Sensing Acupuncture Needle and Quantitative Analysis System for Acupuncture Manipulations},
author = {Peng Tian and Kang Yu and Tianyun Jiang and Yuqi Wang and Haiying Zhang and Hao Yang and Yunfeng Wang and Jun Zhang and Shuo Gao and Junhong Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.04821},
year = {2025}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication