專利名稱：用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
平衡是指物體所受到來(lái)自各個(gè)方向的作用力與反作用力大小相等，使物體處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)。平衡的維持正是神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉骨骼系統(tǒng)功能完整的體現(xiàn)。采用單側(cè)肢體四傳感器設(shè)計(jì)，集合身體姿勢(shì)和感覺輸入的本體感覺、視覺和前庭系統(tǒng)對(duì)平衡的影響因素完整客觀的評(píng)估分析患者的平衡能力狀況。人體平衡功能是日常各種生活活動(dòng)的一項(xiàng)重要保證，它不僅涉及視覺、前庭、本體感覺系統(tǒng)，而且與肌力、年齡均有密切關(guān)系。正常人到10歲之后平衡功能才逐漸發(fā)育完善， 在20 — 40歲是平衡功能的最佳狀態(tài)時(shí)期，其后隨著年齡的增大，平衡功能也隨著逐漸減退，但其下降的幅度與年齡的大小不是成正比的。保持平衡，有賴于中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制下的感覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的參與，相互作用以及合作。軀體感覺，視覺以及前庭三個(gè)感覺系統(tǒng)在維持平衡的過程中各自扮演不同的角色。正常人站立在固定的支持面上時(shí)，身體的姿勢(shì)控制主要依賴于軀體感覺系統(tǒng)。即使去除了視覺信息的輸入。人體重心擺動(dòng)亦無(wú)明顯增加。當(dāng)軀體的平衡因軀體感覺受到干擾或破壞時(shí)，視覺系統(tǒng)在維持平衡中發(fā)揮重要作用，通過頸部肌肉收縮使頭保持向上直立和保持水平視線來(lái)使身體保持或恢復(fù)到原來(lái)的直立位，從而獲得新的平衡。如果阻斷視覺輸入如閉眼或戴眼罩，姿勢(shì)的穩(wěn)定性將較睜眼站立時(shí)顯著下降。在軀體感覺和視覺系統(tǒng)正常的情況下，前庭沖動(dòng)在控制人體重心位置上的作用很小，只有當(dāng)軀體感覺和視覺信息輸入均不存在(被阻斷)或輸入不準(zhǔn)確而發(fā)生沖突時(shí)，前庭系統(tǒng)的感覺輸入在維持平衡中才變得至關(guān)重要。中樞神經(jīng)系統(tǒng)在對(duì)多種感覺信息進(jìn)行分析整合后下達(dá)運(yùn)動(dòng)指令，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以不同的協(xié)同運(yùn)動(dòng)模式控制姿勢(shì)變化，將身體重心調(diào)整回到原來(lái)范圍內(nèi)或重新建立的平衡。大約有50%的老年人面臨跌倒危險(xiǎn)，20%-30%的成年人存在眩暈問題。國(guó)外非常重視老年人無(wú)原因跌倒，因?yàn)樗赡軙?huì)造成腦外傷或骨折，是影響健康及生活質(zhì)量的重要問題骨質(zhì)疏松性骨折的年發(fā)病率幾乎是心肌梗塞的三倍，在加拿大為每年一百五十萬(wàn)人次。 50歲左右的男性和女性在一生中患骨質(zhì)疏松性骨折的可能性分別為13. 1%和39. 7%。盡管男性的發(fā)病率低于女性，但是他們髖部骨折后的死亡率為21%，高于女性的8%。在美國(guó)每年用于治療髖部骨折的醫(yī)療費(fèi)用可高達(dá)100億美元。由喪失運(yùn)動(dòng)能力和生活自理能力而產(chǎn)生的醫(yī)療費(fèi)用也是驚人的，每年估計(jì)達(dá)一百八十億美元。許多疾病或損傷可引起坐位或站立平衡功能障礙，了解障礙的性質(zhì)、障礙的程度以及障礙發(fā)生的原因是制訂治療方案的依據(jù)。因此，對(duì)于有平衡功能障礙的患者，需要進(jìn)行系統(tǒng)全面地包括定性、定量評(píng)價(jià)及障礙發(fā)生原因的診斷性評(píng)價(jià)。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)化的姿勢(shì)描記術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，被用于測(cè)試姿勢(shì)控制。計(jì)算機(jī)化的姿勢(shì)描記術(shù)與簡(jiǎn)單的動(dòng)作測(cè)試相比，能更準(zhǔn)確、更客觀、更有效的評(píng)估平衡功能。所有這些系統(tǒng)的核心原理都是測(cè)量姿勢(shì)擺動(dòng)，由壓力中心的轉(zhuǎn)移模式反應(yīng)，這種轉(zhuǎn)移模式被測(cè)量平臺(tái)上的傳感器所感知。這種轉(zhuǎn)移模式能夠被形象化的呈現(xiàn)為波動(dòng)的形式，或者轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)化的分值。讓病人采取各種不同的姿勢(shì)(睜眼、閉眼等等)或通過牽引、推動(dòng)、傾斜測(cè)量平臺(tái)對(duì)病人造成姿勢(shì)受壓，病人對(duì)這些操縱所采取的單獨(dú)反應(yīng)能夠被評(píng)估，從而提供關(guān)于病人平衡問題的額外信息。平衡測(cè)試設(shè)備在臨床體育教學(xué)、科研中有非常重要的意義。現(xiàn)有的用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置具有以下缺點(diǎn)1、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容的不夠系統(tǒng)，不能系統(tǒng)說明引起平衡的問題，沒有根據(jù)視覺、本體感覺、頸椎、脊椎等因素全面采集平衡數(shù)據(jù)；2、數(shù)據(jù)采集傳感器數(shù)量較小，采集數(shù)據(jù)少?，F(xiàn)有的產(chǎn)品傳感器有一個(gè)，二個(gè)或三個(gè)，所采集的數(shù)據(jù)不能反映單側(cè)肢體的左前、右前、左后、右前的平衡數(shù)據(jù)變化。3、數(shù)據(jù)采集傳感器精度低，影響采集數(shù)據(jù)質(zhì)量。4、采集數(shù)據(jù)時(shí)候做了虛擬的計(jì)算。5、置采集數(shù)據(jù)時(shí)候是單點(diǎn)運(yùn)算。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供的一種用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，保證了數(shù)據(jù)采集和處理的實(shí)時(shí)性與精確性。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，該數(shù)據(jù)采集裝置包含依次電路連接的傳感器、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和主控器，還包含電路連接所述主控器的存儲(chǔ)器，以及通過串口通信電路連接存儲(chǔ)器的藍(lán)牙模塊。所述的數(shù)據(jù)采集裝置還包含電路連接傳感器、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、主控器、存儲(chǔ)器串口通信電路和藍(lán)牙模塊的電源電路。所述的數(shù)據(jù)采集裝置還包含電路連接所述主控器的晶振電路。所述的傳感器設(shè)置若干個(gè)。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、根據(jù)八種測(cè)量模式進(jìn)行全面的檢測(cè)睜眼，一般姿勢(shì)，直立在平衡臺(tái)上，基礎(chǔ)姿勢(shì)與其它進(jìn)一步測(cè)試間病人情況的比較。閉眼，一般姿勢(shì)，直立在平衡臺(tái)上，揭示視覺對(duì)穩(wěn)定性的影響。睜眼，站立在腳墊上，本體感覺對(duì)穩(wěn)定性的影響。閉眼，站立在腳墊上，視覺和本體感覺對(duì)穩(wěn)定性的影響。閉眼，頭轉(zhuǎn)向右側(cè)45度，視覺和頸部肌肉對(duì)穩(wěn)定性的影響。閉眼，頭轉(zhuǎn)向左側(cè)45度，視覺和頸部肌肉對(duì)穩(wěn)定性的影響。閉眼，頭后仰30度，依賴低位背部與低位脊椎骨的作用對(duì)穩(wěn)定性的影響。閉眼，頭前傾30度，依賴高位脊椎骨與頸部的作用對(duì)穩(wěn)定性的影響。[0034]2、有效的解決了平衡數(shù)據(jù)采集全面化。3、測(cè)量精度達(dá)到 2. 0 士0. 2mV/V。4、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理。5、多點(diǎn)同時(shí)采集運(yùn)算。

圖1是本實(shí)用新型提供的用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下根據(jù)圖1，具體說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。如圖1所示，是一種用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，對(duì)平衡檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，并發(fā)送給外部處理器進(jìn)行處理，該數(shù)據(jù)采集裝置包含依次電路連接的傳感器1、信號(hào)放大電路2、A/D轉(zhuǎn)換電路3和主控器4，還包含電路連接所述主控器4的存儲(chǔ)器5，以及通過串口通信電路6連接存儲(chǔ)器5的藍(lán)牙模塊7。所述的數(shù)據(jù)采集裝置還包含電路連接上述所有電路的電源電路8，以及電路連接所述主控器4的晶振電路9。所述的傳感器1可設(shè)置若干個(gè)，對(duì)平衡檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。傳感器獲得的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大電路進(jìn)行放大后，輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行A/ D轉(zhuǎn)換，然后主控器4將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，主控器在接收到外部處理器的傳送數(shù)據(jù)指令后，將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)按照傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)定義后，通過串口通信電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到藍(lán)牙模塊，由藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)傳送到空間，以便外部處理器進(jìn)行接收。本實(shí)施例中，所述的傳感器采用METTLER TOLEDO的MT1041型號(hào)，主控器4采用 AT89C51單片機(jī)，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路3采用12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A，所述的存儲(chǔ)器5采用 RAM芯片6沈4，所述的串口通信電路6采用MAX3232芯片，所述的藍(lán)牙模塊7采用ROK 101 008，所述的電源電路8采用電源穩(wěn)壓芯片7301，所述的信號(hào)放大電路2主要采用高共模抑制比放大電路，它包含三個(gè)集成運(yùn)算放大器TL082，具有高精度、低漂移的特性，所述的晶振電路9采用國(guó)半品牌的封裝形式為CRYSTAL矮身的22. 1184M型號(hào)。藍(lán)牙模塊ROK 101 008與主控器AT89C51串口之間采用藍(lán)牙模塊提供的RS232傳輸層接口實(shí)現(xiàn)通信，需要外接電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，由于藍(lán)牙模塊ROK 101 008需3. 3V供電， 因此這里選用MAX3232芯片作電平轉(zhuǎn)換芯片。另外，為了將5V輸入電壓轉(zhuǎn)換為3. 3V電壓， 選用電源穩(wěn)壓芯片7301為藍(lán)牙模塊ROK 101 008供電。主控器AT89C51通過地址譯碼器74LS138、地址鎖存器74LS373，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)器進(jìn)行地址選擇。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，該數(shù)據(jù)采集裝置包含依次電路連接的傳感器(1)、信號(hào)放大電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換電路(3)和主控器(4)，還包含電路連接所述主控器(4)的存儲(chǔ)器(5)，以及通過串口通信電路(6)連接存儲(chǔ)器(5)的藍(lán)牙模塊(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集裝置還包含電路連接傳感器(1)、信號(hào)放大電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換電路(3)、主控器(4)、存儲(chǔ)器 (5)、串口通信電路(6)和藍(lán)牙模塊(7)的電源電路(8)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集裝置還包含電路連接所述主控器(4)的晶振電路(9)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述的傳感器(1) 設(shè)置若干個(gè)。
專利摘要一種用于平衡檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集裝置，該數(shù)據(jù)采集裝置包含依次電路連接的傳感器、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和主控器，還包含電路連接所述主控器的存儲(chǔ)器，以及通過串口通信電路連接存儲(chǔ)器的藍(lán)牙模塊。本實(shí)用新型保證了數(shù)據(jù)采集和處理的實(shí)時(shí)性與精確性。
文檔編號(hào)A61B5/00GK202146296SQ201120236848
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者何龍文, 王桂松, 王海濤 申請(qǐng)人:上海東方腦科學(xué)研究所, 上海市殘疾人康復(fù)職業(yè)培訓(xùn)中心, 上海帝諾醫(yī)療科技有限公司