基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置及方法，包括微惯性测量阵列、数据存储模块、数据处理模块和信息传输模块。采用如下步骤实现：1、穿戴装置后将微惯性测量阵列固定于膝关节皮肤表面；2、建立坐标系基准并进行坐标系统一与配准；3、对微惯性测量阵列的数据进行融合和差分处理，利用统计学分析方法和多次量测数据，提取相应特征及本征模态函数进行髌骨稳定与否或髌骨不稳定严重程度的分析判断。本发明专利技术可以实时有效测量患者的髌骨不稳定状态，辅助医师进行分析和相关疾病的治疗。

Wearable patellar instability test device and method based on micro inertial measurement array

The invention discloses a wearable patellar instability testing device and method based on microinertial measurement array, which includes a micro inertial measurement array, a data storage module, a data processing module and an information transmission module. The following steps are implemented as follows: 1. The micro inertial measurement array is fixed on the skin surface of the knee joint after the wearer is wearable; 2, the coordinate system is set up and the coordinate system is registered; 3, the data of the micro inertial measurement array are fused and differential processing, and the corresponding special features are extracted by statistical analysis method and multiple measurement data. The intrinsic mode function is used to determine whether the patella is stable or the degree of patellar instability. The invention can effectively measure unstable state of patella in real time, assist doctors to analyze and treat related diseases.

【技术实现步骤摘要】
基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置及方法
本专利技术涉及医疗器械及测量
，具体是一种基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置及方法。
技术介绍
膝关节髌骨不稳定，临床上较为常见，一般认为当膝关节屈曲时，髌骨会向股骨外髁过度滑移伴或不伴有冠状面上的倾斜，严重时有髌骨脱位或半脱位，主动或被动伸膝时可自行恢复到正常或接近正常位置的一种症状。髌骨不稳定使髌股关节长期处于非正常状态，膝关节不能发挥正常作用，引起疼痛和功能受限，导致股四头肌萎缩无力，髌股关节退变，膝关节不稳，最终影响患者生活质量。在现有医疗技术条件下，髌骨不稳定状态的测量主要是在静态环境下，应用影像学的方式，如使用X射线观察、CT扫描等方法进行检查。但是对人体有害的膝关节不稳定状态主要发生在人体运动过程中，然而影像学方式并不适合人体动态测量，多次反复使用影像学检查的方式不但增加了治疗成本，而且难以测量出人体运动时髌股关节的生物力学特性，不利于分析髌骨不稳定的产生机理。另外，在应用惯性传感器测量人体的运动情况时，传统的惯性测量传感器因为采用高精度陀螺仪和加速度计等传感器，体积庞大且价格昂贵。当前MEMS产品因其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置，其特征在于：包括微惯性测量阵列、数据存储模块、数据处理模块和信息传输模块；微惯性测量阵列由多个微惯性测量单元组成，微惯性测量阵列为双单元或者三单元组成的测量阵列；数据处理模块将微惯性测量阵列采集的数据进行转换、滤波和融合处理，获取人体运动数据和膝关节的髌骨不稳定信息；数据存储模块包括其相关数据传输总线以及数据存储芯片及外围电路，将采集到的原始数据和处理后的数据进行存储；信息传输模块将处理后传感器阵列信息的传输，以及可穿戴测试装置实时与上位机的信息传输与交互。

【技术特征摘要】
1.一种基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置，其特征在于：包括微惯性测量阵列、数据存储模块、数据处理模块和信息传输模块；微惯性测量阵列由多个微惯性测量单元组成，微惯性测量阵列为双单元或者三单元组成的测量阵列；数据处理模块将微惯性测量阵列采集的数据进行转换、滤波和融合处理，获取人体运动数据和膝关节的髌骨不稳定信息；数据存储模块包括其相关数据传输总线以及数据存储芯片及外围电路，将采集到的原始数据和处理后的数据进行存储；信息传输模块将处理后传感器阵列信息的传输，以及可穿戴测试装置实时与上位机的信息传输与交互。2.根据权利要求1所述的基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试装置，其特征在于：微惯性测量单元包括三轴加速度计和三轴陀螺。3.一种基于微惯性测量阵列的可穿戴髌骨不稳定测试方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、将微惯性测量单元A位于膝关节的髌骨上方皮肤表面，量测髌骨的位移和运动状态，同时量测人体腿部运动；将一个或者多个微惯性测量单元B位于膝关节侧面的皮肤表面，不受髌骨位移的影响，量测人体腿部运动；将测试装置穿戴完毕，按照预先给定的方案将微惯性测量阵列进行固定，同时保证装置不影响腿部膝关节的活动，利用装置发送至上位机中的数据进行运动情况的观察；(2)、依据微惯性测量单元的轴向建立基准坐标系；测试者分别进行多个不同腿部姿态的数据静止采集，根据静止采集的数据进行微惯性测量单元的坐标对准；(3)、将微...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓明，鲍爱达，吕辰，王晋东，李杰，孙海钰，刘俊，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14