一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统技术方案

本发明专利技术提出一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统，包括控制模块，还包括与所述控制模块相连接的蓝牙模块和信号采集模块，所述蓝牙模块还与显示模块相连接，电源模块分别连接信号采集模块、控制模块和蓝牙模块；所述信号采集模块包括握力采集单元、表面肌电采集单元和手指弯曲度采集单元。本发明专利技术提出能够将采集手套穿戴于病患手部，通过信号采集模块采集手部和上肢肌肉的相关数据，采集到的数据在控制模块的处理下，通过蓝牙通信模块传送到显示模块进行显示和存储，通过此系统能够准确，客观的对握力球康复训练效果进行评价，对训练负荷进行定量的研究。

A multi parameter acquisition system for auxiliary grip ball rehabilitation training

The invention provides a multi parameter acquisition system for the auxiliary grip ball rehabilitation training, including the control module, including the Bluetooth module and the signal acquisition module connected to the control module. The Bluetooth module is connected with the display module, and the power module is connected to the signal collection module, the control module and the Bluetooth module respectively. The signal acquisition module comprises a grip force acquisition unit, a surface electromyography acquisition unit and a finger bending unit. It is proposed that the acquisition glove can be worn in the hand of the patient, and the data of hand and upper limb muscles are collected through the signal acquisition module. The data collected is transmitted to the display module through the Bluetooth communication module under the processing of the control module and can be displayed and stored by the Bluetooth communication module. The system can accurately and objectively to the grip ball. The effect of rehabilitation training was evaluated, and the training load was quantitatively studied.

【技术实现步骤摘要】
一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统
本专利技术涉及医疗领域，尤其涉及到一种辅助康复握力球训练的握力、表面肌电、手指弯曲度采集系统。
技术介绍
脑卒中患者上肢运动功能的恢复主要依赖康复治疗，康复期间握力的检测能为康复疗法提供最直接的反馈信息，完善治疗方法。林妙君等在做靴型吊带悬挂配合握力球训练治疗桡骨远端骨折术后肢体肿胀的研究中，通过让患者在传统康复手段基础上配合握力球进行手指的主动运动，发现辅以握力训练可以加快患者侧肢体的恢复进度。然而一般的康复握力球不具备握力显示功能，医生在病患康复过程中只能通过患者的主观感受和训练效果进行定性评估。通过显示患者使用握力球时，手部不同位置的压力数值，将为医生客观的对握力球康复训练效果进行评价，对训练负荷进行定量的研究提供可能。(林妙君，温国仪.靴型吊带悬挂配合握力球训练消除桡骨远端骨折术后肢体肿胀的效果观察[J].天津护理，2012.20(1)：10-11.)徐友康等在其智能化手功能评定系统检测脑卒中患者上肢功能测试中发现，精确测定患者手握力、捏力及夹指压力，并通过与常规功能评定量表做相关性研究，可以对患者上肢功能进行客观、精确和量化的评定。然而研究中所用仪器测力器在测试抓握时，对于钩状抓握不能很好地测量，无法精确的反应各种抓握力。(徐友康，路微波.智能化手功能评定系统用于脑卒中患者手功能评定的可信性分析[J].中国康复医学杂志，2015.30(6)：572-575.)表面肌电信号是一种无创评价肌肉活动的检测方法，因其兼备无创性、实时性、操作简单等优点，因而在临床医学的神经肌肉疾病诊断、康复医学领域的肌肉功能评价等方面均有重要的实用价值。侯文生等在握力大小与前臂肌肉表面肌电活动模式的相关性研究中发现，握力水平与肌肉活动模式具有相关性，这标明通过表面肌电信号的特征值，不但可以预测握力大小，还可用于运动功能预测以及康复评价。(侯文生，许蓉.握力大小与前臂肌肉表面肌电活动模式的相关性研究[J].航天医学与医学工程，2007.20(4)：264-268.)传统的上肢康复过程中，医生往往需要对照握力和肌电以及手指弯曲度数据进行评估，而其检测常常是分别进行的，这样会造成：无法获取时间轴匹配的握力、肌电以及手指弯曲度信号，这给正确和恰当判断上肢肌肉的康复情况造成了障碍。(夏唯一.握力和肌电检测装置：中国，201610311479.X[P].2016.10.26)现有的握力球康复训练，医生仅能通过患者的主观感受和训练效果进行定性评估，缺乏相应的握力数值，为其上肢康复状态评估、后期康复进度安排提供可靠精确的定量分析依据。医生在传统的病患握力、肌电以及手指弯曲度检测过程中，因检测往往是分别进行，而无法获取时间轴匹配的握力、肌电以及手指弯曲度信号，这给正确和恰当判断上肢肌肉的康复造成了障碍。因此，我们有必要对这样一种情况进行改善，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种辅助康复握力球训练的多参数采集系统，信号采集的主体部分采用手套式结构。该系统比较全面实时的采集了握力球康复训练评价所需的参数。可以专门用于采集患者进行握力球康复训练时的握力大小，同时记录相应的表面肌电信号以及手指弯曲度数据，另外还可根据需求通过改变压力传感器的位置测得相应康复过程中的其他抓握力。脑卒中患者等病人在上肢康复的握力球训练过程中，通过穿戴该数据采集手套，可以获得时间轴匹配的握力、表面肌电以及手指弯曲度的数据，这为之后医生进行更加精确精准的康复评估和康复计划定制提供了可能。通过此系统能够准确，客观的对握力球康复训练效果进行评价以及定量的研究。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统，包括控制模块，还包括与所述控制模块相连接的蓝牙模块和信号采集模块，所述蓝牙模块还与显示模块相连接，电源模块分别连接信号采集模块、控制模块和蓝牙模块；所述信号采集模块设置于手套内，所述信号采集模块包括握力采集单元、表面肌电采集单元和手指弯曲度采集单元；所述握力采集单元包括四个压力传感器，四个压力传感器分别安装于手套内部解剖学姿势掌侧的中指浅屈肌、拇短屈肌、拇收肌以及小指短屈肌处；所述表面肌电采集单元包括七个表面电极，其中一个表面电极为放置在生物电信号的人体组织表面的表面参考电极，其余六个表面电极分别设置于指浅屈肌、掌长肌、桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、尺侧腕伸肌以及总伸肌的肌腹处；所述手指弯曲度采集单元包括五个弯曲传感器，分别安装在手套内部解剖学姿势背侧的食指、中指、无名指、小指掌指关节和远离指间关节之间的位置以及大拇指对应的掌指关节与指尖之间的位置。进一步的，所述压力传感器为薄膜式压力传感器，所述薄膜式压力传感器的厚度为0.1mm-0.2mm；所述薄膜式压力传感器敏感区的表面覆盖有与敏感区同样尺寸的圆形垫片。进一步的，所述信号采集模块还包括用于将采集到的病患的上肢力学信号、表面肌电信号以及手指弯曲度数据通过放大、滤波以及模数转换的处理送入控制模块的信号调理模块。进一步的，所述薄膜式压力传感器通过传感器垫片固定于所述手套内。进一步的，所述弯曲传感器为柔性弯曲度传感器，所述弯曲传感器的角度衡量范围为-15度至60度。进一步的，所述控制模块设置于手套的背面；所述手套的手掌部位为硅胶材料，手套其余部分进行表面乳胶喷涂处理，喷涂厚度为0.3cm。病患进行握力球康复训练，利用该系统采集病患训练过程中手与康复握力球的表面接触压力信号、前臂的表面肌电信号，手指的弯曲角度信号，将采集到的数据传入计算机，通过软件对数据进行显示和存储，从而向医生提供实时准确的握力球康复训练的参数数据。该系统是一套专门用于病患进行握力球康复训练的多参数、多通道数据采集系统，通过采集病患进行握力球康复训练过程中，病患手与康复握力球的表面接触压力信号、前臂的表面肌电信号，手指的弯曲角度信号，通过信号调理电路传递给控制模块，经蓝牙模块传入计算机进行数据显示和存储。该系统比较全面实时的采集了握力球康复训练评价所需的参数。通过此系统能够准确，客观的对握力球康复训练效果进行评价，对训练负荷进行定量的研究。本专利技术的优点在于：与现有技术相比，本专利技术提出的一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统能够将采集手套穿戴于病患手部，通过信号采集模块采集手部和上肢肌肉的相关数据，采集到的数据在控制模块的处理下，通过蓝牙通信模块传送到显示模块进行显示和存储。获得了与时间轴匹配的握力、表面肌电以及手指弯曲度的数据，为之后医生进行更加精确精准的康复评估和康复计划定制提供了可能；量化的数据及其更加直观的呈现方式，提高了患者康复训练的积极性，有助于加快患者的康复速度。该系统比较全面实时的采集了握力球康复训练评价所需的参数。通过此系统能够准确，客观的对握力球康复训练效果进行评价，对训练负荷进行定量的研究。附图说明图1是本专利技术提出的一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本专利技术。如图1所示，本专利技术提出的一种辅助康复握力球训练的多参数采集系统主要有以下几个模块：1)信号采集模块，连接控制模块，用于采集病患进行握力球康复训练时的握力、表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统，包括控制模块，其特征在于：还包括与所述控制模块相连接的蓝牙模块和信号采集模块，所述蓝牙模块还与显示模块相连接，电源模块分别连接信号采集模块、控制模块和蓝牙模块；所述信号采集模块设置于手套内，所述信号采集模块包括握力采集单元、表面肌电采集单元和手指弯曲度采集单元；所述握力采集单元包括四个压力传感器，四个压力传感器分别安装于手套内部解剖学姿势掌侧的中指浅屈肌、拇短屈肌、拇收肌以及小指短屈肌处；所述表面肌电采集单元包括七个表面电极，其中一个表面电极为放置在生物电信号的人体组织表面的表面参考电极，其余六个表面电极分别设置于指浅屈肌、掌长肌、桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、尺侧腕伸肌以及总伸肌的肌腹处；所述手指弯曲度采集单元包括五个弯曲传感器，分别安装在手套内部解剖学姿势背侧的食指、中指、无名指、小指掌指关节和远离指间关节之间的位置以及大拇指对应的掌指关节与指尖之间的位置。

【技术特征摘要】
1.一种辅助握力球康复训练的多参数采集系统，包括控制模块，其特征在于：还包括与所述控制模块相连接的蓝牙模块和信号采集模块，所述蓝牙模块还与显示模块相连接，电源模块分别连接信号采集模块、控制模块和蓝牙模块；所述信号采集模块设置于手套内，所述信号采集模块包括握力采集单元、表面肌电采集单元和手指弯曲度采集单元；所述握力采集单元包括四个压力传感器，四个压力传感器分别安装于手套内部解剖学姿势掌侧的中指浅屈肌、拇短屈肌、拇收肌以及小指短屈肌处；所述表面肌电采集单元包括七个表面电极，其中一个表面电极为放置在生物电信号的人体组织表面的表面参考电极，其余六个表面电极分别设置于指浅屈肌、掌长肌、桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌、尺侧腕伸肌以及总伸肌的肌腹处；所述手指弯曲度采集单元包括五个弯曲传感器，分别安装在手套内部解剖学姿势背侧的食指、中指、无名指、小指掌指关节和远离指间关节之间的位置以及大拇指对应的掌指关节与指尖之间的位置。2.根据权利要求1所述的一种辅助握力球康复训练的多参数采...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷雯雪，周颖，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31