上肢康復參數評定測試系統的製作方法
2023-07-10 07:43:31
上肢康復參數評定測試系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種上肢康復參數評定測試系統，它包括三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器、藍牙發送模塊、微處理器、電源管理模塊和上位機；三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀傳感器用於佩戴於人體上肢，其輸出埠分別連接微處理器的輸入IO口，微處理器的輸出IO口連接藍牙發送模塊的輸入端，藍牙發送模塊與上位機無線通信相連；電源管理模塊與各用電元件電連接。本發明結構簡單，便攜且性價比高；加速度傳感器與陀螺儀傳感器相結合能提高數據採集的準確性，可靠性。
【專利說明】上肢康復參數評定測試系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療儀器，尤其涉及一種上肢康復參數評定測試系統。
【背景技術】
[0002]腦卒中是一種突然起病的腦血液循環障礙性疾病，它具有高發病率、高致殘率等特點。醫學界鑑定認證對於腦卒中的治療方法是在早期由手術治療患者，到後期即恢復期對患者進行適當的康復訓練治療來降低其致殘率並恢復其肌體的運動功能。腦卒中引起的上肢癱瘓導致上肢運動功能受限制，嚴重影響他們的日常生活。與下肢康復治療相比，腦卒中患者的上肢康復治療在靈活度及運動技巧功能等方面都非常困難。上肢康復訓練包括上肢伸展、彎曲、肘屈伸、手的握取與鬆開、上肢負重等訓練。上肢康復訓練治療的根本目的就是讓腦卒中患者最大程度上提升運動能力，增強上肢活動靈巧度，提高生活質量，獲得更好的日常生活活動能力，減少併發症。
[0003]臨床上，康復治療師根據國際制定的康複評定量表通過觸摸和視覺來評估患者上肢的運動功能。徒手目測評定無需特殊醫療器械，只用量角器目測評定上肢運動的角度。這種方法效率低下，受醫生主觀影響大，限制了評價的精確性。然而，目前國內外研究的上肢康復設備缺少特定的上肢功能康複評定器械，研製的具有評定訓練功能的上肢機器人居多，且其結構都較複雜和龐大，選用的上肢傳感器評估存在誤差大的缺陷，檢測對象單一，因此臨床上應用較少，還需有待進一步研究。
[0004]為滿足當前對此類康複評定器械的需求，需要設計一種採用統一規範的康複評定標準的上肢康復功能評定器械，這樣使得醫生可對於患者上肢功能康複評定的結果在多個不同地區使用不同上肢評估器械的站點間進行交流研討。
【發明內容】
[0005]本發明的目的，就是為了提供一種上肢康復參數評定測試系統
[0006]為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案:一種上肢康復參數評定測試系統，包括三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器、藍牙發送模塊、微處理器、電源管理模塊和上位機；三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀傳感器用於佩戴於人體上肢，其輸出埠分別連接微處理器的輸入IO 口，微處理器的輸出IO 口連接藍牙發送模塊的輸入端，藍牙發送模塊與上位機無線通信相連；電源管理模塊與各用電元件電連接。
[0007]所述的三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器採用MPU6050六軸運動處理模塊，且採用I2C實現與單片機之間的通信；三軸加速度傳感器測量範圍為±16g，三軸陀螺儀傳感器測量範圍為±2000° /秒。
[0008]所述的藍牙發送模塊選用BC04-B主從一體模塊。
[0009]所述的微處理器選用MSP430單片機。
[0010]本發明的上肢康復參數評定測試系統具有以下優點和特點:
[0011] 1.採用三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器結合使用，對其輸出數據進行融合算法，使得檢測精度高，可靠性強。
[0012]2.結構簡單，方便攜帶，易於脫卸佩戴，並採用藍牙協議，能無線收發數據，消除引出電源線和信號線的帶來操作不便困難的問題。
[0013]3.選用msp430單片機作為微處理器，具有低功耗，性價比高等優勢。
[0014]4.上位機上肢評定軟體可對接受到的信號值進行存數，分析，並可視化顯示人體上肢康復動作狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明上肢康復參數評定測試系統的基本結構框圖；
[0016]圖2是本發明傳感器I2C通信電路圖。
【具體實施方式】
[0017]參見圖1，本發明的上肢康復參數評定測試系統，包括三軸加速度傳感器1、三軸陀螺儀傳感器2、藍牙發送模塊3，微處理器4，電源管理模塊5和上位機6。
[0018]三軸加速度傳感 器I和三軸陀螺儀傳感器2用於佩戴於人體上肢，其輸出埠分別連接微處理器4的輸入IO 口，微處理器4的輸出IO 口連接藍牙發送模塊3的輸入端，藍牙發送模塊3與上位機6無線通信相連；電源管理模塊5與各用電元件電連接。
[0019]本發明中的三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器採用MPU6050六軸運動處理模塊，且採用I2C實現與單片機之間的通信；三軸加速度傳感器測量範圍為±16g，三軸陀螺儀傳感器測量範圍為土 2000 ° /秒。
[0020]本發明中的藍牙發送模塊選用BC04-B主從一體模塊。
[0021]本發明中的微處理器選用MSP430單片機。
[0022]參照圖2，本發明中的三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器採用MPU6050六軸運動處理模塊，它集成MEMS加速度計，MEMS陀螺儀，且用I2C實現與單片機之間的通信。MPU6050六軸運動處理模塊的SCL與SDA引腳與微處理器的兩個IO 口相連，微處理器從傳感器讀取數據，再將數據經BC04-B藍牙發送模塊傳輸至上位機。
[0023]本發明的工作原理是，三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀傳感器佩戴於人體上肢，通過藍牙發送模塊將三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器採集到的xyz三軸的數據無線傳輸至上位機。上位機將接受到的數據信號進行融合算法處理，從而計算出對上肢康復運動過程中手臂參數，對其運動姿態進行檢測。加速度傳感器與陀螺儀傳感器相結合能提高數據採集的準確性，可靠性。上位機對收到的數據進行存儲分析並以通俗易懂可視化效果消失人體上肢康復動作狀態，以達到良好的康複評定效果。
【權利要求】
1.一種上肢康復參數評定測試系統，其特徵在於:包括三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀傳感器、藍牙發送模塊、微處理器、電源管理模塊和上位機；三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀傳感器用於佩戴於人體上肢，其輸出埠分別連接微處理器的輸入IO 口，微處理器的輸出IO 口連接藍牙發送模塊的輸入端，藍牙發送模塊與上位機無線通信相連；電源管理模塊與各用電元件電連接。
2.如權利要求1所述的上肢康復參數評定測試系統，其特徵在於:所述的三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器採用MPU6050六軸運動處理模塊，且採用I2C實現與單片機之間的通信；三軸加速度傳感器測量範圍為±16g，三軸陀螺儀傳感器測量範圍為±2000° /秒。
3.如權利要求1所述的上肢康復參 數評定測試系統，其特徵在於:所述的藍牙發送模塊選用BC04-B主從一體模塊。
4.如權利要求1所述的上肢康復參數評定測試系統，其特徵在於:所述的微處理器選用MSP430單片機。
【文檔編號】G06F19/00GK103892838SQ201410154864
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月17日 優先權日:2014年4月17日
【發明者】李鵬, 李建彬, 徐秀林, 賈傑 申請人:上海邁動醫療器械有限公司