可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,包括袜套、人跟腱信息采集器、人生理参数采集器、微振动器、数据采集和控制装置、用户手控装置、移动终端和开放式云端处理平台，各所述采集器均设置在所述脚套上并优选采用相应的柔性纺织传感器，通过采集器获得的跟腱相关信号和/或生理参数信息经移动终端初步处理后传送至云端处理平台，通过数据分析及特征提取算法进行分析处理后，自动生成包含分析结果的总结报告，当运动时出现不适症状时，用户可以通过用户手控装置手动记录不适程度，通过时间轴比对此时各指标的变化，制定损伤预警波形图谱。本发明专利技术的分析结果更为全面、详细和准确，并且极大地方便了受试者使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用可穿戴传感器采集人体跟腱数据信息，并通过智能设备将所采集的数据传送到开放式云端处理中心进行数据分析和特征提取，再将分析的结果传送回智能设备供用户浏览的可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统。
技术介绍
跟腱的主要功能是负责踝关节的跖屈，对于行走、跑步、跳跃等动作的完成起着重要作用。跟腱断裂常是一种常见运动损伤，近年来其发生率不断增加，而跟腱断裂后患者的行走功能将受到严重影响。国内外众多研究表明，穿高跟鞋后人体的负重力线改变，脚后跟被抬高，使得足部的压力重新分配，下肢乃至全身的骨骼肌系统受力状态都会与穿着平底鞋时有明显的不同。长期穿着高跟鞋可能导致人体小腿肌肉-肌腱组织的结构形态以及功能作用的改变，最终会改变下肢的力学特性，带来一些生理疾病。有关报导通过运用核磁共振成像技术、超声成像技术以及等速肌力测试仪等技术，证明了长期穿高跟鞋将导致小腿肌肉的结构和功能性改变，如跟腱强度的增加，降低了踝关节的活动范围。国外有关研究小组通过研究在行走过程中的足底压力以及踝关节膝关节的运动特性变化，观察跟腱活动状态，测量跟腱纤维长度，来探讨行走过程中人的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,其特征在于包括:一个或多个能够穿在脚上的脚套；一个或多个适于设置在所述脚套上的人跟腱信息采集器，设置在对应的所述脚套上，用于采集跟腱相关信息；一个或多个适于设置在所述脚套上的人生理参数采集器，设置在对应的所述脚套上，用于采集生理参数信息；一个或多个适于设置在所述脚套上的电控微振动器，设置在所述脚套上；一个或多个与脚套对应的数据采集和控制装置，与设置在相应脚套上的所述人跟腱信息采集器、人生理参数采集器和微振动器通信连接，用于接收所述人跟腱信息采集器和人生理参数采集器采集的信号，并用于控制所述微振动器的工作；至少一个用户手控装置，设有人工输入装置，用于接收人工...

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,其特征在于包括:
一个或多个能够穿在脚上的脚套；
一个或多个适于设置在所述脚套上的人跟腱信息采集器，设置在对应的所述脚套上，用于采集跟腱相关信息；
一个或多个适于设置在所述脚套上的人生理参数采集器，设置在对应的所述脚套上，用于采集生理参数信息；
一个或多个适于设置在所述脚套上的电控微振动器，设置在所述脚套上；
一个或多个与脚套对应的数据采集和控制装置，与设置在相应脚套上的所述人跟腱信息采集器、人生理参数采集器和微振动器通信连接，用于接收所述人跟腱信息采集器和人生理参数采集器采集的信号，并用于控制所述微振动器的工作；
至少一个用户手控装置，设有人工输入装置，用于接收人工输入的身体状况信息，接收来自数据采集和控制装置的生理参数信息和/或跟腱相关信息，根据人工输入的指令，通过时间轴比对人工输入指令时点各指标的变化，制定损伤预警波形图谱；
至少一台移动终端，用于与所述数据采集和控制装置进行通讯，获取通过人跟腱信息采集器采集的跟腱相关信息和/或人生理参数采集器采集的生理参数信息并进行处理，形成相关的跟腱信息数据和/或生理参数数据，对生理参数数据进行分析，当出现需要唤醒的情形时，向所述数据采集和控制装置发出唤醒指令，所述数据采集和控制装置根据接收到的唤醒指令控制所述微振动器振动；
至少一个开放式云端处理平台，用于与所述移动终端进行通讯，通过数据分析及特征提取算法对来自所述移动终端的跟腱信息数据和/或生理参数数据进行分析处理，生成包含分析结果的总结报告。
2.如权利要求1所述的可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,其特征在于所述人跟腱信息采集器包括若干用于采集足底压力信号的柔性压力传感器，所述柔性压力传感器设置在所述脚套的底部且与所述数据采集和控制装置连接。
3.如权利要求2所述的可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,其特征在于所述脚套的底部采用由顶层和底层组成的双层结构，所述柔性压力传感器夹在两层之间并分别与顶层和底层贴合在一起，所述柔性压力传感器采用柔性片状的压电薄膜传感器，所述鞋套内还设有能够环绕足底和足背的一个或多个足底导力圈，所述足底导力圈内设置柔性的拉力传感器和位置传感器，所述足底导力圈内的拉力传感器的数量可以为一个或多个，所述足底导力圈内的位置传感器的数量为多个，依据拉力传感器的形变信号和位置传感器之间的相对位置变化信号分析判断脚在运动过程中的屈伸变化及变化程度，进而判断足底屈伸灵活度及足弓状态。
4.如权利要求3所述的可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,其特征在于所述压电薄膜传感器采用高分子薄膜制成，所述压电薄膜传感器设有信号调理电路并通过所述信号调理电路连接所述数据采集和控制装置，所述信号调理电路包括依次连接的积分放大电路和低通滤波电路，用于将薄膜上的电荷量转换为具有一定幅度的电压且消除高频噪音干扰。
5.如权利要求2所述的可穿戴人体跟腱信息采集及监控系统,其特征在于所述人跟腱信息采集器还包括设置所述脚套上的一个条形的柔性跟腱牵拉感应束带、一个条形的柔性跖趾筋膜牵拉感应束带、两个用于采集跖趾关节活动度信号的应变导力圈和两个用于采集踝关节活动度信号的应变导力圈，所述跟腱牵拉感应束带设有用于采集跟腱牵拉力信号的电容式弹性牵拉传感器，所述用于采集跟腱牵拉力信号的电容式弹性牵拉传感器贴附在所述脚套的跟腱部且与所述数据采集和控制装置信号连接，将所采集的跟腱牵拉力信号传给所述数据采集和控制装置，所述跟腱牵拉感应束带上设置有阵列式透气孔，束带的两端设置有魔术贴，所述跖趾筋膜牵拉感应束带设有用于采集跖趾筋膜牵拉力信号的电容式弹性牵拉传感器，所述用于采集跖趾筋膜牵拉力信号的电容式弹性牵拉传感器贴附在所述脚套的跖趾筋膜部且与所述数据采集和控制装置信号连接，将所采集的跟腱牵拉力信号传给所述数据采集和控制装置，所述跖趾筋膜牵拉感应束带上设置有阵列式透气孔，束带的两端设置有魔术贴，所述用于采集跖趾关节活动度信号的应变导力圈设置于所述脚套的跖趾关节部且与所述数据采集和控制装置信号连接，其中一个沿跖趾关节轴向安装，用于采集跖趾关节轴向的活动度信号并传给所述数据采集和控制装置，另一个沿跖趾关节周向安装，用于采集跖趾关节周向的活动度信号并传给所述数据采集和控制装置，所述用于采...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪毅，孔振兴，郭娴，张一民，谢敏豪，王丽萍，于晶晶，
申请(专利权)人：汪毅，孔振兴，郭娴，北京体育大学，
类型：发明
国别省市：北京;11