本發(fā)明涉及一種定量化觸覺刺激裝置，用于與測量顯示腦部活動區(qū)域的功能磁共振成像儀配套使用，具體涉及一種用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置及基于其的紡織面料觸覺評定方法。

背景技術(shù)：

服裝面料作為人體的“第二皮膚”，需要有非常好的觸覺舒適性。在客觀評價中，通常用織物的硬度、粗糙度和緊密度來表示觸覺舒適性。賀良震等人通過測量面料與斜面間的摩擦因素μ來反應粗糙度，模擬表征人體與面料間的觸感舒適度。但每個人的觸覺感受不一樣，并不能真實反應面料對人體的觸覺感受認知。

服裝穿著的舒適感覺屬于主觀現(xiàn)象，是服裝、環(huán)境、人體等多種因素的綜合。在主觀評價中，對織物觸覺舒適性的評價主要分為5個等級：1、不舒適；2、一般；3、舒適；4、很舒適；5、非常舒適。獲得主觀感覺的唯一方法是應用主觀評價技術(shù)。對服裝舒適性的主觀評價，是指通過人體生理學試驗或現(xiàn)場穿著試驗，對服裝面料的舒適性進行測定和評。著裝人對所穿服裝的舒適性感覺，用語言歸納起來，可構(gòu)成進行服裝舒適性評價的主觀標尺。這種主觀標尺可以用來判斷和評價人們對所穿服裝的感知過程，但是這種標尺的尺度，它取決于人們的生活經(jīng)歷和相互交往的經(jīng)驗。

功能磁共振可顯示不同觸覺刺激條件下腦功能激活區(qū)域部位，為觸覺系統(tǒng)相關腦區(qū)的功能定位提供可能，并了解各腦區(qū)的相關關系。 Francis等研究了觸覺情緒激活區(qū)域與愉悅味覺激活區(qū)域的關系。研究發(fā)現(xiàn)給予被試者手掌刺激可引起SI的較強激活劑。因此觸覺辨別成分的皮層代表區(qū)主要在SI，而觸覺情緒成分的皮層代表區(qū)主要在眶額葉?；谏鲜鲈颍瑢ふ乙环N客觀、更加真實的表征紡織面料與人體接觸的觸感愉悅價值度的方法，對于紡織面料觸覺舒適度的客觀科學評價具有重大意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置，用于與測量顯示腦部活動區(qū)域的功能磁共振成像儀配套使用，它包括支撐臺面、可滑動地安裝在所述支撐臺面上的固定架、安裝在所述固定架上的支撐機構(gòu)、可運動地安裝在所述支撐機構(gòu)上且向下延伸的連接桿以及可活動地安裝在所述連接桿下端的按壓組件，所述按壓組件包括可活動地套接于所述連接桿下端的連接套以及安裝在所述連接套下端的按壓頭。

優(yōu)化地，所述連接套通過安裝在其與所述連接桿之間的彈性件可伸縮地安裝在所述連接桿下端。

優(yōu)化地，所述按壓頭可拆卸地安裝在所述連接套下端。

優(yōu)化地，所述按壓頭側(cè)面開設有用于容納收緊繩的凹槽；所述連接桿面開設有至少一個限位槽，所述連接套上固定有插入所述限位槽內(nèi)的至少一根限位桿。

優(yōu)化地，所述按壓頭為彈性壓頭，其上設置有多根按摩棒。

優(yōu)化地，所述連接桿通過與其相連接的動力機構(gòu)可運動地安裝在所述支撐機構(gòu)上。

進一步地，所述動力機構(gòu)包括固定在所述連接桿上端的圓盤、固定在所述支撐機構(gòu)上的固定桿以及一端系在所述固定桿上且另一端連接在所述圓盤側(cè)面的彈性繩；當轉(zhuǎn)動所述圓盤時，所述連接桿同步上下升降；所述支撐機構(gòu)上還安裝有用于限制所述圓盤轉(zhuǎn)動的限位開關。

進一步地，所述連接桿上端與所述支撐機構(gòu)相樞軸連接；所述動力機構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動地插設于所述支撐機構(gòu)上的轉(zhuǎn)軸、與所述轉(zhuǎn)軸一端相連接用于帶動其轉(zhuǎn)動的第一馬達、安裝在所述轉(zhuǎn)軸另一端并隨其同步轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動塊以及一端與所述轉(zhuǎn)動塊相樞軸連接且另一端與所述連接桿中部相樞軸連接的傳動桿。

進一步地，所述動力機構(gòu)包括可運動地安裝在支撐機構(gòu)上的循環(huán)帶、安裝在所述循環(huán)帶內(nèi)表面上且上下對應設置的兩排第一嚙合齒、延伸至所述循環(huán)帶內(nèi)的轉(zhuǎn)軸、與所述轉(zhuǎn)軸相連接用于帶動其轉(zhuǎn)動的第二馬達、形成在所述轉(zhuǎn)軸外周面上且與所述第一嚙合齒相嚙合的第二嚙合齒、安裝在所述循環(huán)帶兩端且延伸至所述支撐機構(gòu)內(nèi)的支撐桿以及固定在所述支撐桿上的引導塊。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的紡織面料觸覺評定方法，它包括以下步驟：

（a）將各種紡織面料安裝在所述按壓組件上，使其與躺在所述支撐臺面上的人體刺激部位相接觸并產(chǎn)生定量化觸覺刺激；利用所述功能磁共振成像儀獲取所述定量化觸覺刺激的腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)；將所述定量化觸覺刺激和所述腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)進行關聯(lián)形成數(shù)據(jù)體系；

（b）根據(jù)所述紡織面料的觸覺舒適性評價標準對所述數(shù)據(jù)體系進行分類；

（c）對待測紡織面料重復步驟（a）的測量，獲取所述腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)后按照步驟（b）的分類反饋觸覺舒適性評價結(jié)果。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置，通過采用特定結(jié)構(gòu)的按壓組件、支撐機構(gòu)與功能磁共振成像儀等進行配合，能夠利用按壓組件上設置的紡織面料對人體特定的部位進行定量化刺激，并將其與功能磁共振成像儀測定的數(shù)據(jù)進行匹配，從而可以用于對紡織面料進行客觀的和可重復的評價。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1中用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例2中用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例3中用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實施例4中視覺模擬評分法的測量圖；

圖6為實施例4中對不同紡織面料的舒適度VAS評分測量結(jié)果；

圖7為實施例4中采用不同紡織面料進行刺激時腦部S2區(qū)的腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)；

圖8為實施例4中采用不同紡織面料進行刺激時腦部S2區(qū)的定量化激活數(shù)據(jù)。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行詳細說明。

實施例1

如圖1和圖2所示的用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置，與功能磁共振成像儀2配套使用，它主要包括支撐臺面1、固定架3、支撐機構(gòu)40、按壓組件41和連接桿42。為了避免對功能磁共振成像儀2的影響，用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的其它部件使用的材質(zhì)均為工程塑料。

其中，固定架3可滑動地安裝在支撐臺面1上；功能磁共振成像儀2用于測量顯示腦部活動區(qū)域，并可以將測試的數(shù)據(jù)進行儲存和處理；支撐機構(gòu)40（為支撐板）安裝在固定架3上，連接桿42可運動地安裝在支撐機構(gòu)40上且向下延伸；按壓組件41可活動地安裝在連接桿42下端，它包括可活動地套接于連接桿42下端的連接套413以及安裝在連接套413下端的按壓頭411。

在本實施例中，連接套413通過彈性件43可伸縮地安裝在連接桿42的下端，使得彈性件43（選用塑料彈性彈簧）安裝在連接套413和連接桿42之間；這樣利用彈性件43能夠在連接套413和連接桿42之間形成一定的緩沖以調(diào)節(jié)按壓頭411與人體接觸的壓力。按壓頭411可拆卸地安裝在連接套413下端，這樣可以更換不同的按壓頭411以改變其直徑，從而調(diào)整紡織面料與人體接觸面積的大?。刹鹦兜姆绞讲捎矛F(xiàn)有的即可）。按壓頭411側(cè)面開設有用于容納收緊繩的凹槽412，這樣通過收緊繩（如橡皮筋）可以牢牢固定住紡織面料，也便于替換不同的織物面料。連接桿42側(cè)面開設有至少一個限位槽（限位槽沿連接桿4的軸心線方向延伸），連接套413上固定有插入限位槽內(nèi)的至少一根限位桿414。

在本實施例中，連接桿42通過與其相連接的動力機構(gòu)44可運動地安裝在支撐機構(gòu)40上。該動力機構(gòu)44包括固定在連接桿42上端的圓盤441、固定在支撐機構(gòu)40上的固定桿442以及一端系在固定桿442上且另一端連接在圓盤441側(cè)面的彈性繩443；這樣當人工轉(zhuǎn)動圓盤441時，連接桿42同步上下升降；利用彈性繩443的張緊與收縮可以實現(xiàn)按壓組件41的自動復位；而且可以通過彈性繩443的長短或卷繞的次數(shù)來控制圓盤441旋轉(zhuǎn)的次數(shù)以及按壓組件41上下升降的距離。支撐機構(gòu)40上還安裝有用于限制圓盤441轉(zhuǎn)動的限位開關45。

實施例2

如圖1和圖3所示的用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，包括支撐臺面1、固定架3、支撐機構(gòu)40'、按壓組件41'和連接桿42'。為了避免對功能磁共振成像儀2的影響，用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的其它部件使用的材質(zhì)均為工程塑料。

支撐機構(gòu)40'（為支撐板）安裝在固定架3上，連接桿42'可運動地安裝在支撐機構(gòu)40'上且向下延伸；按壓組件41'可活動地安裝在連接桿42'下端，它包括可活動地套接于連接桿42'下端的連接套413'以及安裝在連接套413'下端的按壓頭411'。

連接套413'通過彈性件43'可伸縮地安裝在連接桿42'的下端，使得彈性件43'（選用塑料彈性彈簧）安裝在連接套413'和連接桿42'之間；這樣利用彈性件43'能夠在連接套413'和連接桿42'之間形成一定的緩沖以調(diào)節(jié)按壓頭411'與人體接觸的壓力。按壓頭411'可拆卸地安裝在連接套413'下端，這樣可以更換不同的按壓頭411'以改變其直徑，從而調(diào)整紡織面料與人體接觸面積的大?。刹鹦兜姆绞讲捎矛F(xiàn)有的即可）。按壓頭411'側(cè)面開設有用于容納收緊繩的凹槽412'，這樣通過收緊繩（如橡皮筋）可以牢牢固定住紡織面料，也便于替換不同的織物面料。連接桿42'側(cè)面開設有至少一個限位槽417'（限位槽417'沿連接桿4'的軸心線方向延伸），連接套413'上固定有插入限位槽417'內(nèi)的至少一根限位桿414'。連接桿42'通過與其相連接的動力機構(gòu)44'可運動地安裝在支撐機構(gòu)40'上。

不同的是：在本實施例中，連接桿42'上端與支撐機構(gòu)40'相樞軸連接；動力機構(gòu)44'包括可轉(zhuǎn)動地插設于支撐機構(gòu)40'上的轉(zhuǎn)軸444'、與轉(zhuǎn)軸444'一端相連接用于帶動其轉(zhuǎn)動的第一馬達443'（可以選用葉片式氣動馬達）、安裝在轉(zhuǎn)軸444'另一端并隨其同步轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動塊442'以及一端與轉(zhuǎn)動塊442'相樞軸連接且另一端與連接桿42'中部相樞軸連接的傳動桿441'。這樣轉(zhuǎn)動塊442'在進行360°旋轉(zhuǎn)時，可以通過傳動桿441'帶動連接桿42'的擺動，進而帶動按壓頭411'的擺動，這樣當按壓頭411'底部包裹紡織面料后能夠利用其替代手工觸覺直接刺激，提高了觸覺刺激量的穩(wěn)定性和可重復性，對實驗結(jié)果的可靠性提供保證。

實施例3

如圖1和圖4所示的用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，包括支撐臺面1、固定架3、支撐機構(gòu)40''、按壓組件41''和連接桿42''。為了避免對功能磁共振成像儀2的影響，用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置的其它部件使用的材質(zhì)均為工程塑料。

支撐機構(gòu)40''（為兩根相對應的支撐管）安裝在固定架3上，連接桿42''可運動地安裝在支撐機構(gòu)40''上且向下延伸；按壓組件41''可活動地安裝在連接桿42''下端，它包括可活動地套接于連接桿42''下端的連接套413''以及安裝在連接套413''下端的按壓頭411''。

連接套413''通過彈性件43''可伸縮地安裝在連接桿42''的下端，使得彈性件43''（選用塑料彈性彈簧）安裝在連接套413''和連接桿42''之間；這樣利用彈性件43''能夠在連接套413''和連接桿42''之間形成一定的緩沖以調(diào)節(jié)按壓頭411''與人體接觸的壓力。按壓頭411''可拆卸地安裝在連接套413''下端，這樣可以更換不同的按壓頭411''以改變其直徑，從而調(diào)整紡織面料與人體接觸面積的大?。刹鹦兜姆绞讲捎矛F(xiàn)有的即可）。按壓頭411''側(cè)面開設有用于容納收緊繩的凹槽412''，這樣通過收緊繩（如橡皮筋）可以牢牢固定住紡織面料，也便于替換不同的織物面料。連接桿42''側(cè)面開設有至少一個限位槽（限位槽沿連接桿4''的軸心線方向延伸），連接套413''上固定有插入限位槽內(nèi)的至少一根限位桿414''。

不同的是：在本實施例中，按壓頭411''為彈性壓頭，其上設置有多根按摩棒412''，類似于按摩梳的結(jié)構(gòu)。連接桿42''通過與其相連接的動力機構(gòu)44''可運動地安裝在支撐機構(gòu)40''上。動力機構(gòu)44''包括可運動地安裝在支撐機構(gòu)40''上的循環(huán)帶441''、安裝在循環(huán)帶441''內(nèi)表面上且上下對應設置的兩排第一嚙合齒442''、延伸至循環(huán)帶441''內(nèi)的轉(zhuǎn)軸443''、與轉(zhuǎn)軸443''相連接用于帶動其轉(zhuǎn)動的第二馬達444''（可以選用葉片式氣動馬達）、形成在轉(zhuǎn)軸443''外周面上且與第一嚙合齒442''相嚙合的第二嚙合齒445''、安裝在循環(huán)帶441''兩端且延伸至支撐機構(gòu)40''內(nèi)的支撐桿446''以及固定在支撐桿446''上的引導塊447''。第二嚙合齒445''并未分布在轉(zhuǎn)軸443''同一平面（與轉(zhuǎn)軸443''軸心線相垂直的平面）所處的整個周面上，而是僅分布著一小部分；這樣當?shù)诙Ш淆X445''轉(zhuǎn)動至與兩排第一嚙合齒442''相脫離時，循環(huán)帶441''不產(chǎn)生運動；而往復運動的實現(xiàn)是由于第二嚙合齒445''與上下設置的兩排第一嚙合齒442''動作方向相反。

實施例4

本實施例提供一種紡織面料觸覺評定方法，它采用實施例1至3中任一用于腦功能測量的紡織面料定量化觸覺刺激裝置進行測量評定，它包括以下步驟：

（a）將各種紡織面料安裝在按壓組件41、41'、41''上，使其與躺在支撐臺面1上的人體部位相接觸并產(chǎn)生定量化觸覺刺激；利用所述功能磁共振成像儀2獲取所述定量化觸覺刺激的腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)；將所述定量化觸覺刺激和所述腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)進行關聯(lián)形成數(shù)據(jù)體系；該步驟中采用視覺模擬評分法（Visual analogue scale，VAS）來進行行為心理定量分析，其VAS觸覺行為心理量的測量法具體為：在白紙上畫一條粗直線，通常為10cm；有可滑動的游標，在線的兩端分別附注詞匯，一端為“舒適”，另一端為“非常不舒適”（如圖5所示），志愿者可根據(jù)自己所感受的舒適程度，在直線上某一點作一記號，以表示舒適的強度及心理上的感受程度。從起點至記號處的距離長度也就是舒適量，測試時志愿者面對無刻度的一面，將游標放在當時最能代表舒適程度的部位；實驗人員面對有刻度的一面，并記錄舒適程度。圖6為多名志愿者參加三種面料（絲綢、羊毛和苧麻面料）的舒適度VAS評分測量結(jié)果，面料刺激部位為前臂外側(cè)（距手腕10cm處），刺激方式為采用定量化觸覺刺激裝置（實施例1至實施例3中的均可）。結(jié)果表明絲綢面料與苧麻面料舒適度差異最大，羊毛與面料與苧麻面料舒適度差異不大。圖7為采用與VAS相同的定量化觸覺刺激裝置，刺激部位為同一位置（前臂位置），采用MRI磁共振成像獲取腦部S2區(qū)的腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)，分別測試了與VAS相同的三種不同面料，從上到下以此為絲綢、羊毛、苧麻面料。圖8為綜合三種不同面料在這一特征區(qū)域的定量化激活數(shù)據(jù)：圖8（A）顯示該區(qū)域激活體素的總和（大腦左半球和右半球），VOX值指標等效于激活體積，絲綢面料激活體積最大，羊毛激活體積其次，苧麻激活體積最??；圖8（B）顯示該特征區(qū)域T 值得平均值（雙側(cè)平均），T 值指標等效于激活強度，絲綢面料激活體積最大，羊毛激活體積其次，苧麻激活體積最小；圖8（C）顯示三種面料舒適度VAS量表，絲綢VAS值最大（最舒適），苧麻VAS值最小（最不舒適）。由此可以得出，面料的觸覺在感性的認知上，也同時可以通過腦部數(shù)據(jù)進行理性的認識。通過VAS值與VOX、T值的關聯(lián)，可以建立了一個面料觸覺刺激腦部激活量的數(shù)據(jù)標準體系。

（b）根據(jù)所述紡織面料的觸覺舒適性評價標準對所述數(shù)據(jù)體系進行分類；

（c）對待測紡織面料重復步驟（a）的測量，獲取所述腦部激活區(qū)圖像數(shù)據(jù)后按照步驟（b）的分類反饋觸覺舒適性評價結(jié)果。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。