專利名稱：人體傾角姿態(tài)圖儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體姿態(tài)圖測量裝置，尤其涉及一種人體傾角姿態(tài)圖儀。
人體姿態(tài)圖(Posturography；PG)檢查最早源于Romberg試驗(1846)，其意義是通過記錄人體維持直立平衡過程的搖動軌跡評價前庭及其周圍神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)。目前國內(nèi)外常見的現(xiàn)代姿態(tài)圖檢查設(shè)備采用設(shè)有重力傳感器的人體承載平臺記錄人體重心移動的軌跡，人體承載平臺的力學特性分為靜態(tài)和動態(tài)兩類。靜態(tài)姿態(tài)圖(Static Posturography；SPG)儀是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的平衡功能檢查設(shè)備，例如日本阿尼馬G-5500型身體重心動搖測定儀。由于SPG儀始終存在本體感覺的影響因素，其臨床應(yīng)用價值具有局限性，它對判別患者病損部位幫助不大。計算機化動態(tài)姿態(tài)圖(Computerized Dynamic Posturography；CDG)儀僅由美國NEUROCOM公司獨家生產(chǎn)，可以籍助計算機控制的伺服系統(tǒng)消除人體對重心前后移動的本體感覺，比SPG儀的檢查結(jié)果更加全面。但是，目前CDG設(shè)備僅有前后方向一維作用和記錄，其商品價格卻高達十多萬美元，難于普及應(yīng)用。
目前國內(nèi)外尚未見到使用球底平臺減弱本體感覺的人體傾角姿態(tài)圖儀的報道。
為了解決SPG儀無法排除本體感覺影響因素的問題，有文獻報道在SPG儀的靜態(tài)重力平臺上設(shè)置軟墊用于擾亂人體本體感覺。但是，由于軟墊的力學特性受人體體重的影響很大且不穩(wěn)定，不利于不同設(shè)備、不同個體、不同時間測量結(jié)果的對照比較分析。
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)所存在的問題以提供一種人體傾角姿態(tài)圖儀，這種姿態(tài)圖儀采用球底平臺顯著減弱人體重心移動的本體感覺，由傾角傳感器獲取人體直立于球底平臺上的搖動角度信息，更利于醫(yī)務(wù)人員判別患者病損的部位。
按照本發(fā)明的人體傾角姿態(tài)圖儀，它包含設(shè)置于穩(wěn)定水平面之上并承載人體的球底平臺部分；設(shè)置于人體并將直立人體的搖擺傾斜角度轉(zhuǎn)換為傾角電信號的人體傾角傳感器部分；接收來自所述人體傾角傳感器部分的傾角電信號并進一步處理的信號處理機部分；所述球底平臺部分包括與人體相接觸并承載人體的平面部分；其特征在于，所述球底平臺部分中設(shè)有與穩(wěn)定水平面相接觸并使所述球底平臺部分中的所述平面部分隨著人體重心的移動而傾斜的球面部分。
所述球底平臺部分承載人體并同時承載設(shè)置于人體的所述人體傾角傳感器部分。
所述人體傾角傳感器部分包含與直立人體腰椎部位的搖擺傾斜角度相同的傾角藕合腰帶部分；將所述傾角藕合腰帶部分的搖擺傾斜角度轉(zhuǎn)換為模擬量傾角電信號的傾角敏感元件部分；將所述傾角敏感元件部分輸出的模擬量傾角電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傾角電信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換部分輸出的數(shù)字量傾角電信號輸入所述信號處理機部分。
如上構(gòu)成的本發(fā)明的人體傾角姿態(tài)圖儀，不僅結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉且能夠顯著減弱人體本體感覺，更利于醫(yī)務(wù)人員判別患者病損的部位。本儀器使得前庭平衡功能檢查的結(jié)果更加明確，從而在臨床醫(yī)學、康復醫(yī)學、運動醫(yī)學、老年醫(yī)學和軍事醫(yī)學等領(lǐng)域有廣泛的用途。
下面結(jié)合附圖所示實施例詳細描述本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明一較佳實施例的球底平臺、人體傾角傳感器和信號處理機的硬件結(jié)構(gòu)及整體連接原理圖；圖2為圖1所示實施例的工作流程框圖。
下面參見圖1，本發(fā)明的人體傾角姿態(tài)圖儀(以下簡稱“儀器”)由球底平臺部分1、人體傾角傳感器部分2和信號處理機部分3組成。球底平臺部分1設(shè)置于穩(wěn)定水平面之上并承載人體，人體傾角傳感器部分2設(shè)置于人體腰椎部位。
球底平臺部分1包括與人體相接觸并承載人體的平面部分11；與穩(wěn)定水平面相接觸并使所述平面部分11隨著人體重心的移動而傾斜的球面部分12。
本實施例中的球底平臺部分1選用小比重的尼龍材料整體制造并設(shè)計成球缺形狀平面部分11的直徑約400mm；球面部分12的曲率半徑600mm、高度40mm。穩(wěn)定水平面之上也可加一層2-4mm厚的橡膠墊(未圖示)用以防止粗糙的穩(wěn)定水平面對于球面部分12的磨損。
人體傾角傳感器部分2包括與直立人體腰椎部位的搖擺傾斜角度相同的傾角藕合腰帶部分21；將傾角藕合腰帶21的XY兩個方向上的傾斜角度轉(zhuǎn)換為模擬量傾角電信號的傾角敏感元件部分221和222；將模擬量傾角電信號轉(zhuǎn)換為RS-232串行數(shù)字量傾角電信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分23。
信號處理機部分3接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換23的RS-232串行數(shù)字量傾角電信號。本實施例中的人體傾角傳感器2中的傾角藕合腰帶21固定于直立人體腰椎部位的第4至第5腰椎間。
本實施例中的信號處理機3采用通用計算機。
本實施例中的人體傾角傳感器2由信號處理機3的5V電源供電。
下面詳細說明本發(fā)明的特征部分即球面部分12。按照圖1所示球底平臺1的結(jié)構(gòu)，當直立于平面11之上的人體重心移動時球面12在人體重力的作用下隨之滾動并引起平面11的傾斜，這種力學特性有效地減弱了人體對于重心移動的本體感覺。
仍然參見圖1，為了進一步有效地記錄人體直立于球底平臺1上維持直立平衡過程的搖動軌跡，在球底平臺1承載人體的同時承載人體傾角傳感器2，將人體腰椎部位的搖擺傾斜角度通過人體傾角傳感器2中的傾角藕合腰帶21、傾角敏感元件221和222、模數(shù)轉(zhuǎn)換23轉(zhuǎn)換為RS-232串行數(shù)字量傾角電信號輸出到信號處理機3。
請參見圖2，圖2為本發(fā)明圖1所示實施例的人體傾角姿態(tài)圖儀的工作框圖。圖2中信號處理機3為已有技術(shù)。下面結(jié)合圖2說明本發(fā)明的工作過程。
首先令人體直立于球底平臺1之上并將人體傾角傳感器2固定于人體腰椎部位的第4至第5腰椎間。
人體腰椎部位的搖擺傾斜角度通過人體傾角傳感器2轉(zhuǎn)換為RS-232串行數(shù)字量傾角電信號輸出到信號處理機3中的RS-232串行接口31，其波特率19200。通過串行接口31，傾角電信號送入姿態(tài)圖軌跡生成裝置32，在該裝置中，XY兩個方向的傾角電信號按照直角坐標系定位并按照500個坐標點的數(shù)據(jù)長度排列采樣數(shù)據(jù)序列。因采樣率為20赫，所以記錄時間25秒。傾角電信號經(jīng)姿態(tài)圖軌跡生成裝置32處理后形成連續(xù)的姿態(tài)圖時間軌跡送入輸出裝置35如監(jiān)視器進行姿態(tài)圖軌跡的實時顯示。姿態(tài)圖軌跡生成裝置32輸出的姿態(tài)圖軌跡實時采樣數(shù)據(jù)送入信息存儲裝置33進行存儲。信息存儲裝置33存儲的姿態(tài)圖軌跡實時采樣數(shù)據(jù)滿500坐標點后將存儲的采樣數(shù)據(jù)序列送入?yún)?shù)計算裝置34，該裝置34計算姿態(tài)圖軌跡的平均角速度等特征參數(shù)并將這些參數(shù)回送到信息存儲裝置33進行存儲并送入輸出裝置35與25秒的姿態(tài)圖軌跡同屏顯示。
以上結(jié)合較佳實例詳細描述了本發(fā)明，由于在上述實例中本發(fā)明在其球缺底平臺1中采用了滾動傾斜原理的球面部分12和平面部分11，并在球底平臺1承載直立人體的同時在人體腰椎部位設(shè)有采用了傾角測量技術(shù)的人體傾角傳感器2。通過以上技術(shù)措施有效地減弱了人體重心移動的本體感覺并同時記錄了人體直立于球底平臺1上維持直立平衡過程的傾角姿態(tài)圖軌跡，從而使本儀器不僅結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉而且患者的前庭平衡功能檢查結(jié)果更加明確，更利于醫(yī)務(wù)人員判別患者病損的部位。
權(quán)利要求
1．一種人體傾角姿態(tài)圖儀，它包含設(shè)置于穩(wěn)定水平面之上并承載人體的球底平臺部分；設(shè)置于人體并將直立人體的搖擺傾斜角度轉(zhuǎn)換為傾角電信號的人體傾角傳感器部分；接收來自所述人體傾角傳感器部分的傾角電信號并進一步處理的信號處理機部分；所述球底平臺部分包括與人體相接觸并承載人體的平面部分；其特征在于，所述球底平臺部分中設(shè)有與穩(wěn)定水平面相接觸并使所述球底平臺部分中的所述平面部分隨著人體重心的移動而傾斜的球面部分。
2．如權(quán)利要求1所述姿態(tài)圖儀，其特征在于，所述球底平臺部分承載人體并同時承載設(shè)置于人體的所述人體傾角傳感器部分。
3．如權(quán)利要求2所述姿態(tài)圖儀，其特征在于，所述人體傾角傳感器部分包含與直立人體腰椎部位的搖擺傾斜角度相同的傾角藕合腰帶部分；將所述傾角藕合腰帶部分的搖擺傾斜角度轉(zhuǎn)換為模擬量傾角電信號的傾角敏感元件部分；將所述傾角敏感元件部分輸出的模擬量傾角電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傾角電信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分。
4．如權(quán)利要求3所述姿態(tài)圖儀，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換部分輸出的數(shù)字量傾角電信號輸入所述信號處理機部分。
全文摘要
一種人體傾角姿態(tài)圖儀,它包含球底平臺部分、人體傾角傳感器部分和信號處理機部分。其特征在于,在上述球底平臺部分中設(shè)有采用滾動傾斜原理的球面部分和平面部分,并在球底平臺承載直立人體的同時在人體腰椎部位設(shè)有采用了傾角測量技術(shù)的人體傾角傳感器。這些技術(shù)措施有效地減弱了人體重心移動的本體感覺并同時記錄了人體直立于球底平臺上維持直立平衡過程的傾角姿態(tài)圖軌跡,從而使本儀器不僅結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉而且患者的前庭平衡功能檢查結(jié)果更加明確,更利于醫(yī)務(wù)人員判別患者病損的部位。
文檔編號A61B5/11GK1323568SQ0011567
公開日2001年11月28日 申請日期2000年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者張慶陵, 遲放魯, 羅琦琨, 向明, 馬捷 申請人:中國人民解放軍海軍醫(yī)學研究所