一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统，涉及医疗诊断领域，该系统包括在线诊断及预警装置、接收终端以及云计算服务器；在线诊断及预警装置包括支架，以及设置在支架上的振动加速度传感器、麦克风传感器、电池模组、MCU和通信模块，支架上还设有绑带；通过多传感器的相互配合和其更宽的采集范围，提高了诊断的准确性，采用可穿戴的形式方便个人及普通家庭的随身携带、随时使用，在线诊断及预警装置带有的电池模组，方便装置充电且无需拆装电池，提高了装置的集成度；云计算服务器对采集的振动信息进行分析诊断，并将诊断结果回传给接收终端，方便被诊断用户查看，提醒用户及时就医。

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统
本技术涉及医疗诊断领域，尤其是一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统。
技术介绍
传统的膝关节病变的诊断方式普遍依赖影像学设备或者听诊器诊断，影像学设备例如X射线、CT检测、MRI检测等三种诊断设备，这些设备都是医院才具备的专业设备，不可能随身携带，也不适合家用，往往用于疾病的详细诊断，不适用于实时的膝关节病变的预警，诊断的实时性也较差。而采用听诊器对膝关节进行诊断，需要极其丰富的医学专业经验，普通大众往往都不具备这种技能，因此也不适合家庭及个人使用。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统。本申请的系统适用于个人及普通家庭的使用，方便随身携带、随时使用，并且该系统可以实时进行膝关节的在线诊断及病变预警。本技术的技术方案如下：一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统，该系统包括在线诊断及预警装置、接收终端以及云计算服务器；在线诊断及预警装置包括支架，以及设置在支架上的振动加速度传感器、麦克风传感器、电池模组、MCU和通信模块，支架上设有绑带；电池模组连接通信模块、MCU、振动加速度传感器和麦克风传感器，振动加速度传感器和麦克风传感器分别连接MCU，MCU连接通信模块；在线诊断及预警装置通过通信模块连接接收终端，接收终端连接云计算服务器；在线诊断及预警装置通过绑带绑设在被诊断用户膝关节的髌骨上，并且振动加速度传感器和麦克风传感器紧贴髌骨。其进一步的技术方案为，振动加速度传感器上下对称安装在支架上，麦克风传感器左右对称安装在支架上，电池模组、MCU和通信模块安装在支架上并设于支架剩余空间的中间位置，并且电池模组与集成的MCU和通信模块对称安装在支架剩余空间的中间位置。其进一步的技术方案为，振动加速度传感器基于ADXL355芯片实现、频率响应范围为1Hz～1kHz，麦克风传感器基于CM-01B芯片实现、频率响应范围为8Hz～2.5kHz。其进一步的技术方案为，MCU基于CC2541芯片内置的8051单片机实现，通信模块基于CC2541芯片内置的2.4-GHz模块实现。其进一步的技术方案为，电池模组包括可充电电池和无线充电模组，无线充电模组连接可充电电池。本技术的有益技术效果是：本申请公开的一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统，该系统可以实时进行膝关节的在线诊断及病变预警，该系统采用振动加速度传感器和麦克风传感器通过紧贴在被诊断用户的髌骨上采集用户髌骨的振动信息，通过多传感器的相互配合和其更宽的采集范围，提高了诊断的准确性，采用可穿戴的形式方便个人及普通家庭的随身携带、随时使用，在线诊断及预警装置带有的无线充电模组，方便装置充电且无需拆装电池，提高了装置的集成度；通过通信模块将传感器采集的振动信息发送给接收终端，由接收终端和云计算服务器进行振动信息的分析和诊断，提取出用户髌骨的振动特征并给出诊断结果，并将结果回传给接收终端，方便被诊断用户查看，当病变严重时给出预警，提醒用户及时就医。附图说明图1是本申请公开的可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统的结构图。图2是本申请公开的在线诊断及预警装置的正视图。图3是本申请公开的在线诊断及预警装置的侧视图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统，该系统的结构图如图1所示，该系统包括在线诊断及预警装置、接收终端以及云计算服务器。在本申请中，接收终端可以采用手机或其他配套专用接收设备，接收终端不仅可以用于简单的振动信息的分析和诊断，还可以对用户进行信息跟踪和管理，扩展了本申请系统的实用性。结合图1-图3所示，在线诊断及预警装置包括支架1，以及设置在支架1上的振动加速度传感器2、麦克风传感器3、电池模组4、MCU和通信模块，支架1上设有绑带5，可选的，绑带5可以采用弹性部件，或者采用粘贴部件，本申请不限定绑带的材料。电池模组4连接通信模块、MCU、振动加速度传感器2和麦克风传感器3，振动加速度传感器2和麦克风传感器3分别连接MCU，MCU连接通信模块。在线诊断及预警装置通过通信模块连接接收终端，接收终端连接云计算服务器。在本申请中，MCU基于CC2541芯片内置的8051单片机实现，通信模块基于CC2541芯片内置的2.4-GHz模块实现，即MCU和通信模块6集成在一起。在线诊断及预警装置的各个传感器和模块在支架1上的具体放置位置如图2、图3所示，振动加速度传感器2上下对称安装在支架1上，麦克风传感器3左右对称安装在支架1上，电池模组4、MCU和通信模块6安装在支架1上并设于支架1剩余空间的中间位置，并且电池模组4与集成的MCU和通信模块6对称安装在支架1剩余空间的中间位置。其中，电池模组4包括可充电电池和无线充电模组，无线充电模组连接可充电电池，方便在线诊断及预警装置的充电且无需拆装电池，提高了装置的集成度。振动加速度传感器2基于ADXL355芯片实现，用于采集被诊断用户髌骨的振动信息，其频率响应范围为1Hz～1kHz，覆盖了髌骨振动频率(10Hz～1kHz)范围，麦克风传感器基于CM-01B芯片实现，在本申请中，采用接触式麦克风压电薄膜传感器作为采集髌骨振动信息的辅助测量传感器，其频率响应范围为8Hz～2.5kHz，覆盖了髌骨振动频率范围。通过多传感器的相互配合和其更宽的采集范围，提高了诊断的准确性，采用可穿戴的形式方便个人及普通家庭的随身携带、随时使用。需要说明的是，本申请对于振动加速度传感器和麦克风传感器的上下对称放置和左右对称放置的位置没有特别限定，两者可以互换位置，或者根据实际需求放置都属于在本申请的保护范围之内。经过医学研究，髌骨的振动范围在10Hz～1kHz之间，主要集中在100Hz附近，与600～800Hz之间。当膝关节发生病变时，其髌骨的振动将会发生异常，本申请的一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统的具体使用方式如下：首先将在线诊断及预警装置通过绑带5绑设在被诊断用户膝关节的髌骨上，并且使带有振动加速度传感器2和麦克风传感器3的一面紧贴髌骨上，由于使用的传感器的频率响应范围互相配合，涵盖了正常髌骨的振动频率范围，因此能准确采集用户髌骨的振动信息。其次开启系统进行振动信息采集，被诊断用户反复弯曲并伸展膝关节，此时在线诊断及预警装置持续采集用户髌骨的振动信息。最后，振动信息通过通信模块上传至接收终端，接收终端将接收的振动信息再发送至云计算服务器，通过云计算服务器强大的计算能力提取出用户膝关节髌骨的振动特征并给出诊断结果，并将诊断结果回传至接收终端，方便被诊断用户查看，当病变严重时给出预警，提醒用户及时就医。以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统，其特征在于，所述系统包括在线诊断及预警装置、接收终端以及云计算服务器；/n所述在线诊断及预警装置包括支架，以及设置在所述支架上的振动加速度传感器、麦克风传感器、电池模组、MCU和通信模块，所述支架上设有绑带；所述电池模组连接所述通信模块、所述MCU、所述振动加速度传感器和所述麦克风传感器，所述振动加速度传感器和所述麦克风传感器分别连接所述MCU，所述MCU连接所述通信模块；所述在线诊断及预警装置通过所述通信模块连接所述接收终端，所述接收终端连接所述云计算服务器；/n所述在线诊断及预警装置通过所述绑带绑设在被诊断用户膝关节的髌骨上，并且所述振动加速度传感器和所述麦克风传感器紧贴所述髌骨。/n

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴膝关节病变在线诊断及预警系统，其特征在于，所述系统包括在线诊断及预警装置、接收终端以及云计算服务器；
所述在线诊断及预警装置包括支架，以及设置在所述支架上的振动加速度传感器、麦克风传感器、电池模组、MCU和通信模块，所述支架上设有绑带；所述电池模组连接所述通信模块、所述MCU、所述振动加速度传感器和所述麦克风传感器，所述振动加速度传感器和所述麦克风传感器分别连接所述MCU，所述MCU连接所述通信模块；所述在线诊断及预警装置通过所述通信模块连接所述接收终端，所述接收终端连接所述云计算服务器；
所述在线诊断及预警装置通过所述绑带绑设在被诊断用户膝关节的髌骨上，并且所述振动加速度传感器和所述麦克风传感器紧贴所述髌骨。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动加速度传感器上下对称安装在所述支架上，所述麦克...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫东，蒋恒深，
申请(专利权)人：无锡研测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32