一种下肢关节活动度监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种下肢关节活动度监测系统及监测方法，该系统包括惯性传感器以及旋转角度传感器，惯性传感器和旋转角度传感器分别对应设于外骨骼支具的预设位置上；控制器，用于实时接收第一角度参数以及第二角度参数，并对第一角度参数以及第二角度参数进行融合处理，以生成对应的融合参数，且将融合参数传输至用户的移动终端上；云平台，接收移动终端上传的融合参数，并基于预设数据库根据融合参数生成对应的评估报告，且根据评估报告生成对应的康复训练方案，以将康复训练方案下发至用户的移动终端。通过上述方式能够有效的、实时的监测髋关节、膝关节以及踝关节处分别产生的活动度，从而为医护人员提供了精准的数据。从而为医护人员提供了精准的数据。从而为医护人员提供了精准的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种下肢关节活动度监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及康复医疗
，特别涉及一种下肢关节活动度监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]下肢关节损伤常发于老人和高强度的职业运动员中，其包括体育运动中的接触性损伤以及非接触性损伤。其中，膝关节以及髋关节等都是人体最复杂、使用最频繁的、且最易受损的屈曲关节，具有人体承重以及运动等一系列功能。
[0003]非负重运动方式的功能锻炼能让关节软骨受到适当刺激，以促进新陈代谢，同时能够使关节滑液在关节内到处流动，起到润滑和提供营养的作用，促进功能恢复膝关节损伤患者经手术治疗后需进行长期功能锻炼以减少肢体萎缩，加快功能恢复进程。根据患者的实际情况制定循序渐进的阶段性康复训练，避免损伤关节的基础上，有利于最大程度强化患者膝关节的恢复质量，促进膝关节功能的改善，有效促进了术后康复阶段患者日常生活能力和生活质量的提升。
[0004]然而，现有技术并不能实时有效的监测到对于膝关节以及髋关节等损伤修复手术后的康复治疗过程中各个关节所产生的数据，从而并不能清楚完整的获取到患者的康复进程，存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种下肢关节活动度监测系统及监测方法，以解决现有技术并不能实时有效的监测到对于膝关节以及髋关节等损伤修复手术后的康复治疗过程中各个关节所产生的数据，导致并不能清楚完整的获取到患者的康复进程的问题。
[0006]本专利技术第一实施例提出了一种下肢关节活动度监测系统，应用于外骨骼支具上，所述外骨骼支具包括髋关节、膝关节以及踝关节，所述系统包括：若干传感器，若干所述传感器包括惯性传感器以及旋转角度传感器，所述惯性传感器和所述旋转角度传感器分别对应设于所述外骨骼支具的预设位置上，所述惯性传感器用于采集所述髋关节的第一角度参数，所述旋转角度传感器用于采集所述膝关节和所述踝关节的第二角度参数，其中，所述第一角度参数包括所述髋关节的姿态角参数，所述第二角度参数包括所述膝关节和所述踝关节的弯曲角度参数；控制器，所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器分别与所述控制器电性连接，所述控制器用于实时接收所述第一角度参数以及所述第二角度参数，并对所述第一角度参数以及所述第二角度参数进行融合处理，以生成对应的融合参数，且将所述融合参数传输至用户的移动终端上；云平台，接收所述移动终端上传的所述融合参数，并基于预设数据库根据所述融合参数生成对应的评估报告，且根据所述评估报告生成对应的康复训练方案，以将所述康复训练方案下发至用户的移动终端。
[0007]本专利技术的有益效果是：通过将惯性传感器以及旋转角度传感器分别对应设置在外骨骼支具的预设位置处，进一步的，将当前惯性传感器以及旋转角度传感器与控制器电性连接在一起，与此同时，启用云平台，以建立用户的移动终端与当前云平台的通讯连接。在实际的使用过程中，惯性传感器能够实时采集髋关节处产生的第一角度参数，另外，旋转角度传感器能够实时采集膝关节以及踝关节处产生的第二角度参数，与此同时，控制器能够接收到上述第一角度参数以及第二角度参数，并对两者进行融合处理，以生成对应的融合参数，且将融合参数传输至用户的移动终端上，再通过该移动终端将融合参数上传至云平台中，以使当前云平台能够最终生成对应的康复训练方案，且将该康复训练方案下发至用户的移动终端，以使用户执行对应的方案。通过上述方式能够有效的、实时的监测髋关节、膝关节以及踝关节处分别产生的活动度，从而为医护人员提供了精准的数据，助力患者下肢的康复，同时缩短了关节功能恢复的时间，适用于大范围的推广与使用。
[0008]优选的，所述外骨骼支具还包括弧形侧板，所述弧形侧板的两端分别活动设有一腿部支架，每一所述腿部支架上均自上而下依次间隔设置有若干腿圈，若干所述腿圈同轴设置，且每一所述腿部支架的底部均设有脚踏板，所述脚踏板与若干所述腿圈的开口相对设置。
[0009]优选的，所述腿部支架包括自上而下依次设置的大腿支节以及小腿支节，所述大腿支节包括所述髋关节，所述小腿支节包括所述膝关节以及所述踝关节，所述惯性传感器设于所述大腿支节的髋关节处，所述旋转角度传感器设于所述小腿支节的膝关节以及踝关节处。
[0010]优选的，所述惯性传感器设置为MPU6050传感器。
[0011]优选的，所述旋转角度传感器设置为MPU
‑
103旋转角度传感器。
[0012]本专利技术第二实施例提出了一种应用于如上面所述的下肢关节活动度监测系统的监测方法，所述方法包括以下步骤：将所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器分别设于所述外骨骼支具的预设位置上，并初始化所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器的监测角度；通过所述惯性传感器采集所述髋关节处产生的第一角度参数，并通过所述旋转角度传感器采集所述膝关节以及所述踝关节处产生的第二角度参数；通过所述控制器接收所述第一角度参数以及所述第二角度参数，以使所述控制器生成对应的融合参数，且将所述融合参数传输至所述用户的移动终端上；接收所述移动终端上传的所述融合参数，并基于所述预设数据库根据所述融合参数生成对应的评估报告；根据所述评估报告生成对应的康复训练方案，并将所述康复训练方案下发至用户的移动终端上。
[0013]其中，上述下肢关节活动度监测系统的监测方法中，所述通过所述旋转角度传感器采集所述膝关节以及所述踝关节处产生的第二角度参数的步骤包括：通过所述旋转角度传感器测量所述膝关节以及所述踝关节处产生的角度变化模拟量，并将所述角度变化模拟量传输至所述控制器中的信号处理电路中，以对所述角度变化模拟量进行滤波以及放大处理。
[0014]其中，上述下肢关节活动度监测系统的监测方法中，所述将所述角度变化模拟量
传输至所述控制器中的信号处理电路中，以对所述角度变化模拟量进行滤波以及放大处理的步骤之后，所述监测方法还包括：将滤波以及放大处理后的角度变化模拟量传输至所述控制器的A/D模块，以通过所述A/D模块将所述滤波以及放大处理后的角度变化模拟量转换成对应的数字信号；根据所述数字信号以及预设公式计算出所述膝关节以及所述踝关节处产生的弯曲角度。
[0015]其中，上述下肢关节活动度监测系统的监测方法中，所述预设公式的表达式为：D＝333.3
°×
R/10kΩ其中，D表示所述弯曲角度，R表示电阻值。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]图1为本专利技术第一实施例提供的外骨骼支具在第一视角下的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的外骨骼支具在第二视角下的结构示意图；图3为本专利技术第一实施例提供的外骨骼支具在第三视角下的结构示意图；图4为图1中A处的放大示意图；图5为图1中B处的放大示意图；图6为本专利技术第二实施例提供的下肢关节活动度监测系统的监测方法的流程图。
[0018]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0019]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下肢关节活动度监测系统，其特征在于，应用于外骨骼支具上，所述外骨骼支具包括髋关节、膝关节以及踝关节，所述系统包括：若干传感器，若干所述传感器包括惯性传感器以及旋转角度传感器，所述惯性传感器和所述旋转角度传感器分别对应设于所述外骨骼支具的预设位置上，所述惯性传感器用于采集所述髋关节的第一角度参数，所述旋转角度传感器用于采集所述膝关节和所述踝关节的第二角度参数，其中，所述第一角度参数包括所述髋关节的姿态角参数，所述第二角度参数包括所述膝关节和所述踝关节的弯曲角度参数；控制器，所述惯性传感器以及所述旋转角度传感器分别与所述控制器电性连接，所述控制器用于实时接收所述第一角度参数以及所述第二角度参数，并对所述第一角度参数以及所述第二角度参数进行融合处理，以生成对应的融合参数，且将所述融合参数传输至用户的移动终端上；云平台，接收所述移动终端上传的所述融合参数，并基于预设数据库根据所述融合参数生成对应的评估报告，且根据所述评估报告生成对应的康复训练方案，以将所述康复训练方案下发至用户的移动终端。2.根据权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述外骨骼支具还包括弧形侧板，所述弧形侧板的两端分别活动设有一腿部支架，每一所述腿部支架上均自上而下依次间隔设置有若干腿圈，若干所述腿圈同轴设置，且每一所述腿部支架的底部均设有脚踏板，所述脚踏板与若干所述腿圈的开口相对设置。3.根据权利要求2所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述腿部支架包括自上而下依次设置的大腿支节以及小腿支节，所述大腿支节包括所述髋关节，所述小腿支节包括所述膝关节以及所述踝关节，所述惯性传感器设于所述大腿支节的髋关节处，所述旋转角度传感器设于所述小腿支节的膝关节以及踝关节处。4.根据权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述惯性传感器设置为MPU6050传感器。5.根据权利要求1所述的下肢关节活动度监测系统，其特征在于：所述旋转角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星语，李秀军，徐州，李书强，汪勇波，郝亮，曾新星，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：