專利名稱：一種步態(tài)分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種步態(tài)分析裝置。
背景技術(shù)：
這些年來由于急性腦血管病所致的偏癱患者和由于外傷性精髓損傷所致的偏癱患者越來越普遍，而這些病癥給患者造成了正常人難以想象的精神和肉體痛苦，并且存在步態(tài)異?，F(xiàn)象。步態(tài)是人體結(jié)構(gòu)與功能、運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、行為及心理活動(dòng)在行走時(shí)的外在表現(xiàn)，但是，其中某個(gè)系統(tǒng)或某些方面的功能障礙，都可引起步態(tài)異常。人體步態(tài)分析是研究人體步行規(guī)律的檢查方法，通過分析癱患者、膝關(guān)節(jié)炎患者、下肢假肢者的步長、步幅、步速、步頻、步寬、足偏角、步行周期等步態(tài)特征，來揭示人體步態(tài)異常的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、影響因素、功能以及幫助醫(yī)生判斷引起病理步態(tài)的原因，并指導(dǎo)醫(yī)生制定準(zhǔn)確的治療方案，并檢測(cè)病 人在治療過程中的恢復(fù)情況。傳統(tǒng)的步態(tài)分析儀器非常簡單，如通過卷尺、秒表、量角器等測(cè)量工具加上能留下足印的相應(yīng)物品來測(cè)量步距、步速和步頻等參數(shù)，并加上醫(yī)生對(duì)病人行走姿態(tài)的觀察來判斷病人的病情和病理。然而傳統(tǒng)檢測(cè)方式檢測(cè)效率較低，檢測(cè)準(zhǔn)確性也較差。因此需要一種步態(tài)分析系統(tǒng)，能快速、準(zhǔn)確的獲得病人步態(tài)數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)生準(zhǔn)確判斷病情和致病原因，從而幫助醫(yī)生制定正確的治療方案。該步態(tài)分析系統(tǒng)除了應(yīng)用在康復(fù)裝置上，還可以應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(如狀態(tài)控制、穩(wěn)定性檢測(cè)與控制及其導(dǎo)航)、三維娛樂制作、仿真訓(xùn)練以及運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究與產(chǎn)品開發(fā)方面。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供智能化的一種步態(tài)分析裝置。一種步態(tài)分析裝置，其特征在于包括主控電腦、數(shù)據(jù)收集模塊、多個(gè)慣性傳感單元、壓力傳感單元；所述的慣性傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集角速度信號(hào)、角位置信號(hào)、原始電壓信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊；所述的壓力傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集壓力信號(hào)并傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊；所述的數(shù)據(jù)收集模塊與主控電腦連接對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并處理后傳遞給主控電腦。本實(shí)用新型的第一優(yōu)選方案為，所述的慣性傳感單元包括加速度傳感器、陀螺儀、磁力傳感器。本實(shí)用新型的第二優(yōu)選方案為，所述的壓力傳感單元包括多個(gè)壓力傳感器。本實(shí)用新型的第三優(yōu)選方案為，所述的壓力傳感器設(shè)于記憶海綿內(nèi)。本實(shí)用新型的第四優(yōu)選方案為，所述的數(shù)據(jù)收集模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、射頻單元、電源管理模塊；所述的主控模塊與射頻單元、電源管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接；所述的的A/D轉(zhuǎn)換模塊接收并A/D轉(zhuǎn)換所述慣性傳感單元、壓力傳感單元信號(hào)后傳送給主控模塊處理，所述射頻單元用于主控模塊與主控電腦間的無線通信，所述電源管理模塊管理數(shù)據(jù)收集模塊工作電源。本實(shí)用新型的第五優(yōu)選方案為，所述的數(shù)據(jù)收集模塊還包括USB接口。本實(shí)用新型的第六優(yōu)選方案為，所述的數(shù)據(jù)收集模塊還包括RS232接口。本實(shí)用新型的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于智能完備的系統(tǒng)，能快速、準(zhǔn)確的獲得病人步態(tài)數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)生準(zhǔn)確判斷病情和致病原因，從而幫助醫(yī)生制定正確的治療方案。
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

圖I為本實(shí)施例主要功能模塊示意圖?！0019]圖2為本實(shí)施例數(shù)據(jù)收集模塊和第一慣性傳感模塊連接示意圖。圖3為本實(shí)施例記憶海綿設(shè)置方式圖。圖4為本實(shí)施例主控模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
參考圖I、圖2，一種步態(tài)分析裝置，包括主控電腦、數(shù)據(jù)收集模塊、多個(gè)慣性傳感單元、壓力傳感單元；慣性傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集角速度信號(hào)、角位置信號(hào)、原始電壓信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊；壓力傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集壓力信號(hào)并傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊；數(shù)據(jù)收集模塊與主控電腦連接對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并處理后傳遞給主控電腦；主控電腦內(nèi)設(shè)有系統(tǒng)軟件，智能接收和分析數(shù)據(jù)收集單元采集的傳感器信號(hào)。慣性傳感單元包括加速度傳感器、陀螺儀、磁力傳感器。壓力傳感單元包括多個(gè)壓力傳感器。壓力傳感器設(shè)于記憶海綿內(nèi)。數(shù)據(jù)收集模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、射頻單元、電源管理模塊；主控模塊與射頻單元、電源管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接；A/D轉(zhuǎn)換模塊接收并A/D轉(zhuǎn)換所述慣性傳感單元、壓力傳感單元信號(hào)后傳送給主控模塊處理，射頻單元用于主控模塊與主控電腦間的無線通信，電源管理模塊管理數(shù)據(jù)收集模塊工作電源。數(shù)據(jù)收集模塊還包括USB接口、RS232接口。USB接口可以用于充電與通信。RS232接口可以用于數(shù)據(jù)收集模塊與主控電腦間的有線通信。第一慣性傳感單元包括三軸正交的陀螺、傾角儀，所述陀螺實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體在敏感軸方向的角速度信號(hào)，所述傾角儀實(shí)時(shí)測(cè)量沿敏感軸方向的角位置信號(hào)，并輸出與所述角速度信號(hào)和所述角位置信號(hào)相對(duì)應(yīng)的原始電壓信號(hào)。所述磁力傳感器根據(jù)地球南北極的磁場情況來測(cè)量位置角度?？筛鶕?jù)應(yīng)用環(huán)境，設(shè)置N個(gè)慣性傳感單元。參考圖3，壓力傳感單元設(shè)置于功能鞋墊內(nèi)。功能鞋墊由紡織物、記憶海綿、紡織物三部分組成，黑色方框?yàn)榧徔椢?，所記憶海綿內(nèi)嵌入有一個(gè)以上用導(dǎo)線連接起來的壓力傳感單元，所述壓力傳感單元通過引線將電信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)收集模塊。所述數(shù)據(jù)收集模塊主要功能是完成慣性傳感單元輸出的角速度和角位置模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳遞給主控電腦。[0028]參考圖4，主控模塊包括MCU、DSP、I/0接口、RS232接口，電源管理管理模塊為MCU、DSP供電，MCU與DSP共同控制射頻單元收發(fā)無線信號(hào)。MCU通過I/O接口與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，MCU可通過RS232接口與主控電腦連接。根據(jù)測(cè)量對(duì)象要求，將對(duì)應(yīng)一個(gè)以上的慣性傳感單元置于測(cè)量目標(biāo)位置(膝蓋處)，并用綁帶固定物固定，壓力傳感單元置于功能鞋墊的特定位置處，通過有線或無線方式與數(shù)據(jù)收集模塊進(jìn)行連接后，主控電腦內(nèi)的分析軟件進(jìn)行原始數(shù)據(jù)校準(zhǔn)后，開始測(cè)量，測(cè)量完成后，系統(tǒng)自動(dòng)將測(cè)量的特征維數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。雖然本實(shí)用新型按照上述實(shí)施例做了進(jìn)一步說明，但是本實(shí)用新型的發(fā)明思想不僅限于此。
權(quán)利要求1.一種步態(tài)分析裝置，其特征在于包括主控電腦、數(shù)據(jù)收集模塊、多個(gè)慣性傳感單元、壓力傳感單元； 所述的慣性傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集角速度信號(hào)、角位置信號(hào)、原始電壓信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊； 所述的壓力傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集壓力信號(hào)并傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊； 所述的數(shù)據(jù)收集模塊與主控電腦連接對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并處理后傳遞給主控電腦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種步態(tài)分析裝置，其特征在于所述的慣性傳感單元包括加速度傳感器、陀螺儀、磁力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種步態(tài)分析裝置，其特征在于所述的壓力傳感單元包括多個(gè)壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種步態(tài)分析裝置，其特征在于所述的壓力傳感器設(shè)于記憶海綿內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種步態(tài)分析裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)收集模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、射頻單元、電源管理模塊；所述的主控模塊與射頻單元、電源管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接；所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊接收并A/D轉(zhuǎn)換所述慣性傳感單元、壓力傳感單元信號(hào)后傳送給主控模塊處理，所述射頻單元用于主控模塊與主控電腦間的無線通信，所述電源管理模塊管理數(shù)據(jù)收集模塊工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種步態(tài)分析裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)收集模塊還包括USB接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種步態(tài)分析裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)收集模塊還包括 RS232 接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種步態(tài)分析裝置，包括主控電腦、數(shù)據(jù)收集模塊、多個(gè)慣性傳感單元、壓力傳感單元；所述的慣性傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集角速度信號(hào)、角位置信號(hào)、原始電壓信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊；所述的壓力傳感單元與數(shù)據(jù)收集模塊連接，用于采集壓力信號(hào)并傳遞給數(shù)據(jù)收集模塊；所述的數(shù)據(jù)收集模塊與主控電腦連接對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并處理后傳遞給主控電腦；智能完備的系統(tǒng)，能快速、準(zhǔn)確的獲得病人步態(tài)數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)生準(zhǔn)確判斷病情和致病原因，從而幫助醫(yī)生制定正確的治療方案。
文檔編號(hào)A61B5/11GK202553940SQ201220074660
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者應(yīng)放天, 應(yīng)佳偉, 汪軍華 申請(qǐng)人:應(yīng)放天