本發(fā)明屬于醫(yī)學電子技術(shù)領域，特別涉及一種新型的膝/髖關節(jié)置換術(shù)術(shù)后康復行走監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人工關節(jié)置換術(shù)是一種用于治療終末期關節(jié)疾患的重要手段，適應癥包括骨性關節(jié)炎，類風濕性關節(jié)炎，創(chuàng)傷性關節(jié)炎，強直性脊柱炎，先天性畸形導致的關節(jié)疾病，骨關節(jié)腫瘤等。目前，膝關節(jié)置換術(shù)以及髖關節(jié)置換術(shù)是兩種最為常見的人工關節(jié)置換術(shù)，十年的成功率已達百分之九十以上。近年來隨著人口老齡化的加劇，患有關節(jié)疾病的病人數(shù)量逐年增加，醫(yī)院每年實施的膝髖關節(jié)置換術(shù)次數(shù)也越來越多。

在實施膝/髖關節(jié)置換術(shù)的術(shù)后，病人易出現(xiàn)各種并發(fā)癥，例如DVT深靜脈血栓以及肺栓塞，而早期離床是預防各種并發(fā)癥的最積極方式。例如對于進行過膝關節(jié)置換術(shù)的患者，只要手術(shù)中無骨折、韌帶損傷等，醫(yī)生鼓勵患者在手術(shù)引流管拔除后即下床活動，一般在術(shù)后第3天開始功能鍛煉。

在病人離床進行康復活動的過程當中，由于病人的患肢不可受力過大，為了保護病人，防止病人在康復過程中由于自身體重對患肢造成傷害，醫(yī)生會對病人的患肢所承受的重量進行限制。目前臨床采取的方法是，醫(yī)生讓病人患肢踩在體重計上，體重計所示重量達到醫(yī)囑規(guī)定的最大重量時告知患者，患者再依靠自身感覺，在康復過程當中控制患肢受力不超過限度。此方法雖然比較簡單，但是人的感覺不一定可靠，病人在康復過程當中，不可能隨時注意自己患肢承受的體重大小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的膝/髖關節(jié)置換術(shù)術(shù)后康復行走監(jiān)測系統(tǒng)，能在患者站立，行走過程中實時監(jiān)測患肢所受體重大小，在其超過所設閾值時對患者發(fā)出報警；記錄每日行走站立的時間，對患者每日的活動量進行統(tǒng)計；監(jiān)測患者行走或站立是否正常，如果患者摔倒，迅速判斷并對預設手機發(fā)出報警信息；對患者行走時的狀態(tài)進行評估，方便醫(yī)生對病人康復成果進行評估。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種新型的膝/髖關節(jié)置換術(shù)術(shù)后康復行走監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

分別置于左右中空鞋底前后位置的四組壓力傳感器；

與所述四組壓力傳感器連接將采集信號通過無線方式發(fā)送的無線發(fā)送模塊；

以及，

搭載有無線接收模塊的處理模塊，所述處理模塊中設置患肢位置以及患肢所受體重閾值，實時接收壓力傳感器的采集信號并在患肢所受體重超出閾值時發(fā)出報警。

本發(fā)明還包括用于處理所述四組壓力傳感器所獲信號的外圍電路，所述外圍電路包括：

信號放大以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；

微處理器，對信號放大以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進行控制使其正常工作，并將數(shù)據(jù)進行初步的處理并打包發(fā)送給無線發(fā)送模塊向外發(fā)送。

所述處理模塊可搭載于智能手機上，利用手機顯示屏顯示采集信號數(shù)據(jù)，利用手機鈴音實現(xiàn)報警，所述無線發(fā)送模塊為藍牙模塊，所述無線接收模塊為智能手機自帶藍牙模塊。

所述處理模塊中還設置每日活動時間閾值，根據(jù)所述四組壓力傳感器獲取信號的持續(xù)時間，判斷患者活動時間，在活動時間超出閾值時，發(fā)出報警。

所述處理模塊還可根據(jù)壓力數(shù)據(jù)判斷患者是否摔倒，并發(fā)出報警，具體實現(xiàn)方法為：患者摔倒時，其身體重心會發(fā)生前傾、后仰或者向左右側(cè)傾的不正常的偏移，重心的偏移反映在四組壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)上，并且，在該重心偏移結(jié)束之后，由于病人摔倒，四組壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)將幾乎為零，處理模塊通過識別重心偏移以及之后壓力傳感器的數(shù)據(jù)是否幾乎為零判斷病人是否摔倒，并發(fā)出報警。

通過內(nèi)部預存的數(shù)據(jù)，使用模式識別算法對目前患者的行走狀態(tài)進行評估，具體方法為：搜集大量不正常步態(tài)的數(shù)據(jù)，作為異常步態(tài)數(shù)據(jù)組；搜集大量正常步態(tài)的數(shù)據(jù)，作為正常步態(tài)數(shù)據(jù)組；使用該兩組數(shù)據(jù)訓練神經(jīng)網(wǎng)絡，并將該網(wǎng)絡存入處理模塊中，通過此神經(jīng)網(wǎng)絡判斷出患者的步態(tài)更接近于正常步態(tài)或更接近于異常步態(tài)，幫助醫(yī)生對病人的行走步態(tài)進行評估和糾正。

目前尚未出現(xiàn)此類智能康復行走監(jiān)測系統(tǒng)，利用本發(fā)明可以實時監(jiān)測患者在康復行走過程中的狀態(tài)，提升患者在康復行走時的安全系數(shù)，輔助醫(yī)生對病人康復效果進行判斷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的電原理圖。

圖2為本發(fā)明壓力傳感器安裝方案的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。

如圖1所示，本發(fā)明一種新型的膝/髖關節(jié)置換術(shù)術(shù)后康復行走監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

置于鞋底的壓力傳感器；

與傳感器連接將采集信號通過無線方式發(fā)送的無線發(fā)送模塊，例如，本實施例為藍牙模塊；

以及，

搭載有無線接收模塊的處理模塊，處理模塊搭載于智能手機上，無線接收模塊直接采用智能手機自帶藍牙模塊。處理模塊中設置患肢位置以及患肢所受體重閾值，實時接收壓力傳感器的采集信號，利用手機顯示屏顯示采集信號數(shù)據(jù)，利用手機鈴音在患肢所受體重超出閾值時發(fā)出報警。

本發(fā)明壓力傳感器共四組，安裝方案如圖2所示，分別置于左右中空鞋底前后位置，該四組壓力傳感器配備有用于處理其所獲信號的外圍電路，壓力傳感器和外圍電路組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其中外圍電路包括：

信號放大以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊

微處理器，對信號放大以及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進行控制使其正常工作，并將數(shù)據(jù)進行初步的處理并打包發(fā)送給藍牙模塊。

藍牙模塊，從微處理器接收信號并發(fā)送給手機客戶端。

將四組壓力傳感器分別置于兩中空鞋底中的前后位置，患者穿上該鞋后，其體重將全部集中在特制的鞋底前后安裝的四組壓力傳感器上，壓力傳感器測得其雙腳前后共四個點的受力信號，將此信號經(jīng)過簡單處理后通過藍牙模塊傳送到智能手機的配套客戶端，客戶端利用該信號得到患者雙腳前后共四個點的實時受力大小。將同一只腳上的前后兩點受力大小相加，可以得到該腳所在患肢承受體重的近似值?；颊呖稍诳蛻舳松显O置患肢位置、患肢所受體重閾值、每日活動時間閾值。軟件將輸入的體重閾值與所設患肢的承受體重實時比較，并在超出時發(fā)出報警。另外，軟件將利用手機系統(tǒng)時鐘記錄壓力傳感器存在負載的總時間，作為該日患者的活動時間，并在超出所設每日活動時間閾值時發(fā)出報警。該客戶端還可根據(jù)壓力數(shù)據(jù)判斷患者是否摔倒，并發(fā)出報警。具體實現(xiàn)方法為：患者摔倒時，其身體重心會發(fā)生不正常的偏移，如前傾，后仰，或者向左右側(cè)傾。重心的偏移會反映在四組壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)上，例如，患者向前傾倒時，其左右兩腳前部的兩組壓力傳感器將承受絕大部分的體重，而后部的兩組壓力傳感器則幾乎不會承受體重。并且，在該重心偏移結(jié)束之后，由于病人摔倒，四組壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)將幾乎為零?？蛻舳藢⑼ㄟ^識別重心偏移以及之后壓力傳感器的數(shù)據(jù)是否幾乎為零判斷病人是否摔倒，并發(fā)出報警。該軟件通過內(nèi)部預存的數(shù)據(jù)，使用模式識別算法對目前患者的行走狀態(tài)進行評估，具體方法為：通過本系統(tǒng)搜集大量不正常步態(tài)的數(shù)據(jù)，作為異常步態(tài)數(shù)據(jù)組；搜集大量正常步態(tài)的數(shù)據(jù)，作為正常步態(tài)數(shù)據(jù)組。使用該兩組數(shù)據(jù)訓練神經(jīng)網(wǎng)絡，并將該網(wǎng)絡存入智能手機客戶端中，通過此神經(jīng)網(wǎng)絡可以判斷出患者的步態(tài)更接近于正常步態(tài)或更接近于異常步態(tài)，幫助醫(yī)生對病人的行走步態(tài)進行評估和糾正。