技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種斜頸檢測設(shè)備及其檢測方法。

背景技術(shù)：

斜頸患者的癥狀表現(xiàn)為：頭部向患側(cè)傾斜、面部向健側(cè)旋轉(zhuǎn)、下頜指向健側(cè)肩部，或者面部向下頜內(nèi)收、下頜貼近頸部。臨床診斷需要術(shù)前判斷患者的癥狀的嚴(yán)重程度，特別是術(shù)后，需要評估手術(shù)或矯正康復(fù)治療的效果，冠狀位和矢狀位的傾斜角度的測定顯得十分必要。

針對該問題，現(xiàn)有中國專利公告號為CN202376106U公開了一種頭位斜頸測定儀，其利用三環(huán)陀螺儀的原理，設(shè)置有激光發(fā)射器的內(nèi)環(huán)、中環(huán)以及帶刻度的中環(huán)、外環(huán)，內(nèi)環(huán)還帶有指南針，通過激光發(fā)射器照射到刻度尺上的角度來讀取頭位傾斜角度，精度達(dá)到2°。但是，這類頭位斜頸測定儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，除了有機(jī)械系統(tǒng)，還有光學(xué)系統(tǒng)，使用操作繁瑣，重量也相對較重，也不便于維護(hù)；而且，這類頭位斜頸測定儀在讀數(shù)時仍然需要通過刻度尺進(jìn)行讀取，容易存在誤差，特別是當(dāng)視線與刻度尺不在同一水平線上時，產(chǎn)生的誤差較大。也即是，這類頭位斜頸測定儀讀取的傾斜角度精度值僅為2°，對術(shù)后康復(fù)的效果評估尚未能達(dá)到精準(zhǔn)評定的目標(biāo)。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了微機(jī)械電子系統(tǒng)檢測傳感器，利用重力加速度計和陀螺儀融合檢測的方法，可以獲取載體的傾斜角度值?，F(xiàn)有中國專利公告號為CN204029122U公開了一種智能項(xiàng)圈，其使用三軸加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁力計監(jiān)測身體的姿態(tài)。這類智能項(xiàng)圈要監(jiān)測到準(zhǔn)確的身體姿態(tài)，必須與頸部佩戴間隙很小，甚至需要很緊固，才能準(zhǔn)確反映頸椎的運(yùn)動姿態(tài)，使用極為不便，并且佩戴者在不能舒適佩戴的情況下，檢測得到的數(shù)值也可能存在較大的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、佩戴舒適方便、檢測準(zhǔn)確的智能斜頸檢測設(shè)備。

本發(fā)明還提供一種智能斜頸檢測設(shè)備的檢測方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

提供一種斜頸檢測設(shè)備，包括固定件，所述固定件與設(shè)備本體連接并可將所述設(shè)備本體固定在人體頭部；

所述設(shè)備本體內(nèi)設(shè)有MEMS傳感器、微處理器、數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)以及電源，所述MEMS傳感器、所述微處理器和所述數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)依次電連接，所述電源對所述微處理器供電；

所述微處理器通過所述數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)將所述MEMS傳感器獲取的斜頸檢測數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述固定件為掛耳，所述掛耳與所述設(shè)備本體連接并可將所述設(shè)備本體固定掛設(shè)在耳部。

可選地，所述掛耳將所述設(shè)備本體固定掛設(shè)在耳郭處或耳背處。

更進(jìn)一步地，所述MEMS傳感器為三軸重力加速度計和三軸陀螺儀的組合。

作為一個實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)為串行通信接口。

作為一個實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)為無線通信傳輸模塊。

可選地，所述外部設(shè)備為臺式計算機(jī)、平板電腦或移動電話。

可選地，所述電源為鋰離子電池或聚合物鋰離子電池。

本發(fā)明還提供一種如上述任一斜頸檢測設(shè)備的檢測方法，包括以下步驟：

建立所述MEMS傳感器與人體頭部解剖面的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

對所述斜頸檢測設(shè)備進(jìn)行初始狀態(tài)標(biāo)定；

所述MEMS傳感器根據(jù)所述關(guān)聯(lián)關(guān)系分別檢測所述解剖面的冠狀位和矢狀位的斜頸傾斜角；

所述微處理器讀取所述MEMS傳感器的檢測數(shù)據(jù)，并通過所述數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)將所述檢測數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備。

優(yōu)選地，所述關(guān)聯(lián)關(guān)系為：以臉部的正前方為前方，從人體頭部后方的角度看，左右和上下方向構(gòu)成的解剖面為所述冠狀位；前后和上下方向構(gòu)成的解剖面為所述矢狀位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的斜頸檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，通過簡單的固定件即可將檢測設(shè)備固定在人體頭部以進(jìn)行檢測測定，由于其結(jié)構(gòu)簡單，佩戴舒適方便，能夠減輕患者的檢查負(fù)擔(dān)，也提高了醫(yī)務(wù)人員的工作效率；

同時，該斜頸檢測設(shè)備完全采用電子器件以及MEMS傳感器（微機(jī)電系統(tǒng)傳感器）檢測技術(shù)，在冠狀位和矢狀位上斜頸傾斜角度的檢測、讀數(shù)等均實(shí)現(xiàn)了電子自動化，無需人工操作，能夠準(zhǔn)確檢測斜頸姿態(tài)的角度值，誤差小、準(zhǔn)確率高，更加智能化。

本發(fā)明的斜頸檢測設(shè)備的檢測方法步驟簡單，易于操作，檢測效率高，數(shù)據(jù)讀取簡單明了無誤差，適于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中斜頸檢測設(shè)備的模塊示意圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中斜頸檢測設(shè)備的第一種佩戴方式示意圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中斜頸檢測設(shè)備的第二種佩戴方式示意圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中斜頸檢測設(shè)備的MEMS傳感器與人體頭部解剖面建立的關(guān)聯(lián)關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

本發(fā)明實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號對應(yīng)相同或相似的部件；在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。

如圖1至圖4所示為本發(fā)明斜頸檢測設(shè)備的實(shí)施例，其包括固定件1，固定件1與設(shè)備本體2連接并可將設(shè)備本體2固定在人體頭部；設(shè)備本體2內(nèi)設(shè)有MEMS傳感器10、微處理器20、數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30以及電源40，如圖1所示，MEMS傳感器10、微處理器20和數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30依次電連接，電源40對微處理器20供電；微處理器20通過數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30將MEMS傳感器10獲取的斜頸檢測數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備50。

也即是，該斜頸檢測設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)簡單，主要由MEMS傳感器10、微處理器20、數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30以及電源40幾部分構(gòu)成，通過簡單的固定件1即可將檢測設(shè)備固定在人體頭部以進(jìn)行檢測測定，正是由于其結(jié)構(gòu)簡單，佩戴較為方便，能夠提高患者佩戴的舒適度，減輕患者的檢查負(fù)擔(dān)，在很大程度上也提高了醫(yī)務(wù)人員的工作效率。

同時，該斜頸檢測設(shè)備完全采用電子器件以及MEMS傳感器10（微機(jī)電系統(tǒng)傳感器）檢測技術(shù)，在冠狀位和矢狀位上斜頸傾斜角度的檢測、讀數(shù)等均實(shí)現(xiàn)了電子自動化，無需人工操作，消除了讀數(shù)誤差，能夠準(zhǔn)確檢測斜頸姿態(tài)的角度值，誤差小、準(zhǔn)確率高，更加智能化。

其中，固定件1可以做成掛耳的結(jié)構(gòu)形式，掛耳與設(shè)備本體2連接并可將設(shè)備本體2固定掛設(shè)在耳部。如背景部分中介紹，現(xiàn)有的斜頸檢測設(shè)備器械非常重，而且為了保證檢測的效果，對穿戴的要求較高，而本實(shí)施例的斜頸檢測設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡單小巧，采用掛耳的形式固定在耳部，質(zhì)量上大大減輕，佩戴也非常便捷。

對于該斜頸檢測設(shè)備的具體佩戴方式，可以采用多種形式固定使之在檢測時不會輕易滑動或松動，以便在盡可能大的程度上滿足不同患者對設(shè)備佩戴舒適度的要求。實(shí)際使用時，可以通過掛耳將設(shè)備本體2固定掛設(shè)在耳郭處，佩戴方式如圖2所示；也可以或?qū)⒃O(shè)備本體2固定掛設(shè)在耳背處，佩戴方式如圖3所示；MEMS傳感器10等部件貼裝于印制電路板上，并固定裝設(shè)在設(shè)備本體2的區(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，MEMS傳感器10為三軸重力加速度計和三軸陀螺儀的組合，共同用于執(zhí)行斜頸傾斜角度值的測定。三軸重力加速度計利用靜態(tài)重力加速度的分量，通過三角函數(shù)計算得出傾斜角，該傾角在三軸重力加速度計靜止時是很真實(shí)的；三軸陀螺儀檢測的為科里奧利力，即沿著三軸陀螺儀旋轉(zhuǎn)時的切向的旋力，通過積分得到該運(yùn)動方向上的角度，但陀螺儀制造工藝決定了其自身有漂移，隨著積分的計算累加，誤差就累積，時間一長誤差就變得很大。本實(shí)施例斜頸檢測設(shè)備同時采用三軸重力加速度計和三軸陀螺儀共同構(gòu)成MEMS傳感器10，三軸重力加速度計的瞬時檢測精準(zhǔn)度較高，但隨著時間推移，累積誤差加大，而三軸陀螺儀的瞬時檢測靈敏度較低，但累積檢測精度逐漸提高，利用這兩種傳感器的特點(diǎn)，將兩者進(jìn)行組合檢測，并在同一個人體頭部解剖面的空間中構(gòu)件MEMS傳感器10與人體頭部解剖面的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

也即是，使三軸重力加速度計、三軸陀螺儀與人體頭部解剖面構(gòu)成檢測坐標(biāo)系，根據(jù)坐標(biāo)系上的對應(yīng)關(guān)系，分別準(zhǔn)確檢測得出患者斜頸在解剖面的冠狀位和矢狀位的斜頸傾斜角。MEMS傳感器10使得冠狀位和矢狀位的斜頸傾斜角可分別量測，提升了對患者綜合癥狀的瞬時和長時間的檢測準(zhǔn)確效果。

為了便于讀數(shù)、對數(shù)據(jù)儲存或分析處理，微處理器20可以通過數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30將MEMS傳感器10獲取的斜頸檢測數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備50。而數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30可以采用多種形式。其中，如圖1所示，數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30可以為串行通信接口31，如USB等串行通信接口，將檢測設(shè)備連接至臺式計算機(jī)等，并通過顯示器顯示出來，非常直觀地獲取檢測信息；數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30也可以為無線通信傳輸模塊32，如WiFi無線通信傳輸模塊、低功耗藍(lán)牙傳輸模塊（BLE，Bluetooth Low Energy），將檢測設(shè)備無線連接至平板電腦或移動電話等移動設(shè)備端，操作更便捷，檢測信息的獲取能夠瞬時化。通過上述的方式，均能對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲、后期分析處理等。

在本發(fā)明實(shí)施例中，電源40為檢測設(shè)備提供工作的電力來源，其可以為鋰離子電池，使用性能好；也可以為聚合物鋰離子電池，電容量高、安全性能好，均能降低設(shè)備的整體重量，在一定程度上提高患者佩戴的舒適度。

本發(fā)明上述實(shí)施例中的斜頸檢測設(shè)備的檢測方法，在實(shí)際使用時，可以根據(jù)以下步驟進(jìn)行檢測：

S1.首先，建立MEMS傳感器10與人體頭部解剖面的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

需要說明的是，在建立該關(guān)聯(lián)關(guān)系時，可以根據(jù)實(shí)際需要建立不同種類或不同方向的坐標(biāo)系，只要能夠使MEMS傳感器10與人體頭部解剖面建立對應(yīng)關(guān)系都是不存在任何問題的。

為了便于使用和理解，在本發(fā)明實(shí)施例中，建立如下的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

如圖4所示，從構(gòu)成的坐標(biāo)系來看，X軸指示上下方向，上為正方向；Y軸指示前后方向，前為正方向；Z軸指示左右方向，右為正方向。

也即是，該較佳的關(guān)聯(lián)關(guān)系為：以臉部的正前方為前方，從人體頭部后方的角度看，左右和上下方向構(gòu)成的解剖面為冠狀位，即向兩肩傾斜擺動的方向，XZ坐標(biāo)平面檢測的為冠狀位傾斜角；前后和上下方向構(gòu)成的解剖面為矢狀位，即低頭和抬頭擺動的方向，XY坐標(biāo)平面檢測的為矢狀位傾斜角。

S2.對斜頸檢測設(shè)備進(jìn)行初始狀態(tài)標(biāo)定。

在標(biāo)定時，可以使用人體標(biāo)準(zhǔn)頭部模型，將該測定設(shè)備緊固佩戴（使其不容易脫落或滑動即可）到模型的耳背和側(cè)臉之間，進(jìn)行初始狀態(tài)檢測角度值的標(biāo)定，該值記錄存儲到系統(tǒng)中的電可擦除非易失存儲單元中。

需要說明的是，對檢測設(shè)備初始狀態(tài)的標(biāo)定過程可在設(shè)備出廠前進(jìn)行，當(dāng)然，為確保MEMS傳感器10不隨時間推移而出現(xiàn)累積的初始標(biāo)定偏差，在使用一段時間之后，應(yīng)當(dāng)再次進(jìn)行初始檢測角度值的重新標(biāo)定。

S3.MEMS傳感器10根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系分別檢測解剖面的冠狀位和矢狀位的斜頸傾斜角。

通過MEMS傳感器10的測定，可將兩個解剖面的傾斜角度值分別精確地檢測獲取。當(dāng)患者頭頸部呈現(xiàn)向矢狀位和冠狀位同時傾斜的情況時，如同時向XY坐標(biāo)系的第一象限和XZ平面坐標(biāo)的第一象限傾斜的時候，即頭頸部向右前方傾斜，下頜內(nèi)收，MEMS傳感器10可分別檢測到向右肩傾斜的角度值以及向臉部前方內(nèi)收的傾斜角度值。

S4.微處理器20讀取MEMS傳感器10的檢測數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)30將檢測數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備50。

本發(fā)明實(shí)施例的斜頸檢測設(shè)備的檢測方法的步驟簡單，易于操作，檢測效率高，數(shù)據(jù)讀取簡單明了無誤差，適于推廣應(yīng)用。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。