本发明专利技术涉及康复医疗技术领域，提供一种关节松动等级评价系统、方法及装置。上述的关节松动等级评价系统包括：压力采集单元用于采集人体关节处承受压力时压力传感器所产生的实时电压信号；动作捕捉单元用于采集人体标记点在施力前的初始绝对坐标数据和施力过程中的实时坐标数据；数据同步单元与压力采集单元和动作捕捉单元通讯连接；可视化终端与数据同步单元通讯连接，可视化终端用于将实时电压数据、初始绝对坐标以及实时坐标数据进行处理后与标准等级数据进行对比评价。本发明专利技术提供的关节松动等级评价系统，能够对关节松动等级进行客观评价，提高了施力者对施力力度的掌控能力。力。力。
【技术实现步骤摘要】
关节松动等级评价系统、方法及装置
[0001]本专利技术涉及康复医疗
，尤其涉及一种关节松动等级评价系统、关节松动等级评价方法及关节松动等级评价装置。
技术介绍
[0002]在对人体关节施力时根据Maitland分级标准，关节松动分为四级。施力过程中股骨和胫骨都会产生一些微弱的位置变化，这种位置变化的大小和施力的手法等级有关，等级越高，变化相对而言越大。在实际施力过程中，施力的力度大小很难用语言进行描述，胫骨和股骨的位置变化也难以进行目测。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供一种关节松动等级评价系统、关节松动等级评价方法及关节松动等级评价装置，用以解决现有技术中施力过程中关节松动的等级无法客观评价的缺陷。
[0004]本专利技术提供一种关节松动等级评价系统，包括：压力采集单元，所述压力采集单元用于采集人体关节处承受压力时压力传感器所产生的实时电压信号；动作捕捉单元，所述动作捕捉单元用于采集人体标记点在施力前的初始绝对坐标数据和施力过程中的实时坐标数据；数据同步单元，所述数据同步单元与所述压力采集单元和所述动作捕捉单元通讯连接；可视化终端，所述可视化终端与所述压力采集单元以及所述数据同步单元通讯连接，所述可视化终端用于将所述实时电压数据、所述初始绝对坐标以及所述实时坐标数据进行处理后与标准等级数据进行对比评价。
[0005]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价系统，所述压力采集单元包括：多个所述压力传感器，所述压力传感器黏贴于人体关节处；信号调理模块和数据采集模块，所述信号调理模块用于将所述压力传感器输出的电阻信号转换为电压信号并传输至所述数据采集模块；其中，所述数据采集模块与所述数据同步单元以及所述可视化终端通讯连接。
[0006]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价系统，所述压力传感器为薄膜式压力传感器。
[0007]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价系统，所述动作捕捉单元包括：多个标记点，所述标记点黏贴于人体下肢；图像采集模块，所述图像采集模块用于采集所述标记点在施力前的初始绝对坐标数据和施力过程中的实时坐标数据，所述图像采集模块与所述数据同步单元通讯连接。
[0008]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价系统，多个所述标记点包括：多个刚体标记点，所述刚体标记点黏贴于大腿外侧和小腿外侧；多个骨性标记点，所述骨性标记点黏贴于骨性位置。
[0009]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价系统，所述数据同步单元包括：同步器，所述同步器与所述数据采集模块和所述图像采集模块电性连接；数据交换机，所述数据交换机与所述同步器、所述图像采集模块以及所述可视化终端电性连接。
[0010]本专利技术还提供一种关节松动等级评价方法，包括：获取施力过程中人体关节处所承受的实时压力数据；获取施力前刚体标记点的第一初始绝对坐标数据、骨性标记点的第二初始绝对坐标数据以及施力过程中刚体标记点的第一实时坐标数据，基于所述第一初始绝对坐标数据、所述第二初始绝对坐标数据以及所述第一实时坐标数据，得出骨性标记点的第二实时坐标数据；计算施力过程中关节的位移变化值和角度变化值；将所述实时压力数据、所述位移变化值以及所述角度变化值与标准等级数据进行对比评价。
[0011]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价方法，所述获取施力前刚体标记点的第一初始绝对坐标数据和骨性标记点的第二初始绝对坐标数据，基于所述第一初始绝对坐标数据、所述第二初始绝对坐标数据以及施力过程中刚体标记点的第一实时坐标数据，得出骨性标记点的第二实时坐标数据的步骤进一步包括：基于所述第一初始绝对坐标数据得到施力前股骨和胫骨的局部坐标系的原点和基向量；基于所述原点、所述基向量和所述第二初始绝对坐标数据，得出所述骨性标记点在股骨和胫骨局部坐标系的局部坐标数据；基于所述局部坐标数据和施力过程中刚体标记点的第一实时坐标数据，得出骨性标记点的第二实时坐标数据。
[0012]根据本专利技术提供的一种关节松动等级评价方法，所述计算施力过程中关节的位移变化值和角度变化值的步骤进一步包括：基于所述骨性标记点的第二实时坐标数据，分别建立施力过程中的股骨和胫骨的局部坐标系；基于所述施力过程中的股骨和胫骨的局部坐标系，计算胫骨局部坐标系相对于股骨局部坐标系的第一旋转矩阵和第一位移；基于所述施力前股骨和胫骨局部坐标系，计算胫骨局部坐标系相对于股骨局部坐标系的第二旋转矩阵和第二位移；基于所述第一旋转矩阵和第二旋转矩阵计算胫骨相对于股骨的第一等效转角、以及施力前胫骨相对于股骨的第二等效转角；基于所述第二等效转角计算出胫骨相对于股骨的角度变化值；基于所述第二位移计算出胫骨相对于股骨的位移变化值。
[0013]本专利技术实施例还提供了一种关节松动等级评价装置，包括：获取模块，所述获取模块用于获取施力过程中人体关节处所承受的实时压力数据、施力前刚体标记点的第一初始绝对坐标数据、骨性标记点的第二初始绝对坐标数据以及施力过程中刚体标记点的第一实时坐标数据；计算模块，所述计算模块用于基于所述第一初始绝对坐标数据、所述第二初始绝对坐标数据以及所述第一实时坐标数据，得出骨性标记点的第二实时坐标数据，所述计算模块还用于计算施力过程中关节的位移变化值和角度变化值；对比模块，所述对比模块用于将所述实时压力数据、所述位移变化值以及所述角度变化值与标准等级数据进行对比评价。
[0014]本专利技术提供的关节松动等级评价系统，通过设置压力采集单元、动作捕捉单元、数据同步单元以及可视化终端，能够对关节松动的等级进行客观评价，提高了施力者对施力力度的掌控能力。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术提供的关节松动等级评价系统的结构示意图；
[0017]图2是压力传感器和标记点的设置位置示意图；
[0018]图3是施力前、施力中股骨和胫骨之间的位移关系图；
[0019]图4是薄膜压力传感器电阻信号转化为压力信号的原理图；
[0020]图5是数据同步单元的同步原理图；
[0021]图6是坐标数据转化为胫骨相对于股骨的位姿变化信息的流程图；
[0022]图7是本专利技术提供的关节松动等级评价方法的操作流程图；
[0023]图8是本专利技术提供的关节松动等级评价装置的结构示意图；
[0024]附图标记：
[0025]11：压力传感器；12：信号调理模块；13：数据采集模块；21：刚体标记点；22：骨性标记点；23：固定支架；24：图像采集模块；25：数据交换机；30：同步器；40：可视化终端；100：股骨；200：胫骨；210：获取模块；220：计算模块；230：对比模块。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种关节松动等级评价系统，其特征在于，包括：压力采集单元，所述压力采集单元用于采集人体关节处承受压力时压力传感器所产生的实时电压信号；动作捕捉单元，所述动作捕捉单元用于采集人体标记点在施力前的初始绝对坐标数据和施力过程中的实时坐标数据；数据同步单元，所述数据同步单元与所述压力采集单元和所述动作捕捉单元通讯连接；可视化终端，所述可视化终端与所述压力采集单元以及所述数据同步单元通讯连接，所述可视化终端用于将所述实时电压数据、所述初始绝对坐标以及所述实时坐标数据进行处理后与标准等级数据进行对比评价。2.根据权利要求1所述的关节松动等级评价系统，其特征在于，所述压力采集单元包括：多个所述压力传感器，所述压力传感器黏贴于人体关节处；信号调理模块和数据采集模块，所述信号调理模块用于将所述压力传感器输出的电阻信号转换为电压信号并传输至所述数据采集模块；其中，所述数据采集模块与所述数据同步单元以及所述可视化终端通讯连接。3.根据权利要求2所述的关节松动等级评价系统，其特征在于，所述压力传感器为薄膜式压力传感器。4.根据权利要求2所述的关节松动等级评价系统，其特征在于，所述动作捕捉单元包括：多个标记点，所述标记点黏贴于人体下肢；图像采集模块，所述图像采集模块用于采集所述标记点在施力前的初始绝对坐标数据和施力过程中的实时坐标数据，所述图像采集模块与所述数据同步单元通讯连接。5.根据权利要求4所述的关节松动等级评价系统，其特征在于，多个所述标记点包括：多个刚体标记点，所述刚体标记点黏贴于大腿外侧和小腿外侧；多个骨性标记点，所述骨性标记点黏贴于骨性位置。6.根据权利要求4所述的关节松动等级评价系统，其特征在于，所述数据同步单元包括：同步器，所述同步器与所述数据采集模块和所述图像采集模块电性连接；数据交换机，所述数据交换机与所述同步器、所述图像采集模块以及所述可视化终端电性连接。7.一种关节松动等级评价方法，其特征在于，包括：获取施力过程中人体关节处所承受的实时压力数据；获取施力前刚体标记点的第一初始绝对坐标数据、骨性标记点的第二初始绝对坐标数据以及施力过程中刚体标记点的第一实时坐标数据，基于所述第一初始绝对坐标数据、所述第二初始绝对坐标数据以及所述第一实时坐标数据，得出骨性标记点的第二实时...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈度，蔡竞，扶兰兰，毛旭，杨志凯，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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