一种便携式步态分析用辅助装置及其辅助系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种便携式步态分析用辅助装置及其辅助系统，所述辅助装置包括两组分别用于左右腿的测试组件，每一组测试组件包括三个惯性传感器模块、一个柔性鞋垫以及一个控制器，其中：每一个惯性传感器模块均包括一个弹性绑带以及固定于所述弹性绑带上的惯性传感器；每一个柔性鞋垫包括一个鞋垫本体以及固定于所述鞋垫本体上的八个柔性压力传感器，其中四个柔性压力传感器分别对应四个跖骨的位置，一个柔性压力传感器对应位于大脚趾位置，两个柔性压力传感器对应位于足弓对侧位置，一个柔性压力传感器对应位于跟骨位置；八个所述柔性压力传感器分别与所述控制器通讯连接。本实用新型专利技术低成本、高时效性、操作灵活方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式步态分析用辅助装置及其辅助系统


[0001]本技术涉及康复器械
，特别是涉及一种便携式步态分析用辅助装置及其辅助系统。

技术介绍

[0002]步态分析已广泛应用于神经系统疾病(如脑卒中、脊髓损伤)、骨科疾病(如髋膝关节置换术、下肢骨折)及儿科疾病(如小儿脑瘫、先天性马蹄内翻足)的康复评定与治疗中。Boudarham等通过步态参数的测量，探讨脑卒中患者偏瘫步态特征，客观、定量地反映偏瘫患者步态异常。单莎瑞等通过采用步态分析对脑卒中患者的步长、步宽、步速等进行评价分析，证实了重复经颅磁刺激在矫正偏瘫步态中的有效性。Wren等探讨了步态分析在脑瘫患儿在接受下肢外科手术后的康复作用，通过研究组表明步态分析可提供客观依据，运动功能量化评价，对患者的康复起到重要作用。Asperheim等报道了马蹄内翻足患者在手术治疗后存在各种残余畸形的步态特征，脚趾内收可伴有足部0
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30
°
内旋和(或)胫前肌肉活动异常增加，部分患者残留跟骨外翻，可有膝关节过屈和踝关节过伸。通过步态分析，可以掌握病情严重程度，判断康复治疗效果，评价与指导康复治疗。综上，步态分析作为康复评定的重要组成部分，已广泛应用于临床康复工作中，成为评估患者步行能力和状态的重要手段，从而帮助康复医师/治疗师进行康复治疗或步态矫正的方案的制定和实施。
[0003]目前，市场上具有代表性的步态分析产品主要包括动作捕捉系统以及测力平台/鞋垫系统两种。
[0004]动作捕捉系统虽然能够比较准确的进行步态的信息提取及分析，但是存在一定不足：1.测试只能在实验室中进行，对场地要求严格。应用此类平台测试要求具备特定的实验室并预先安装好信息捕捉设备，铺设测力台；2.测试步骤繁琐，对测试人员专业要求高；3.成本高昂，目前的动作捕捉系统售价在数十万到几百万元不等。上述不足严重制约了其在临床和科学研究中的应用与推广。
[0005]相比之下，现有的测力平台/鞋垫系统对检测时环境的要求较低，对测试人员的专业水平要求略低，应用较灵活且价格大幅降低，引起了康复专业人员的关注。不过，依然存在一些问题：1.部分产品无法实时获取被测者的步行参数，且无法实现被测者与康复医师/治疗师及时高效的沟通；2.步行参数数据获取单一，多数只能监测到足底压力数据，而对于上下肢的运动轨迹和动态参数变化无法获取。3.部分产品价格依旧高昂，在康复机构和患者的应用不够广泛。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是针对现有技术中步态分析用测试装置存在的缺陷，而提供一种便携式步态分析用辅助装置。
[0007]本技术的另一个目的是提供一种基于所述便携式步态分析用辅助装置的辅助系统。
[0008]为实现本技术的目的所采用的技术方案是：
[0009]一种便携式步态分析用辅助装置，包括两组分别用于左右腿的测试组件，每一组测试组件包括三个惯性传感器模块、一个柔性鞋垫以及一个控制器，其中：
[0010]每一个惯性传感器模块均包括一个弹性绑带以及固定于所述弹性绑带上的惯性传感器；
[0011]每一个柔性鞋垫包括一个鞋垫本体以及固定于所述鞋垫本体上的八个柔性压力传感器，其中四个柔性压力传感器分别对应四个跖骨的位置，一个柔性压力传感器对应位于大脚趾位置，两个柔性压力传感器对应位于足弓对侧位置，一个柔性压力传感器对应位于跟骨位置；
[0012]八个所述柔性压力传感器分别与所述控制器通讯连接。
[0013]在上述技术方案中，对应位于跟骨位置的柔性压力传感器的尺寸为40mm*40mm方形结构。
[0014]在上述技术方案中，对应位于第一跖骨位置的柔性压力传感器为直径为15mm的圆形结构，对应位于第二、第三以及第四跖骨位置的柔性压力传感器为直径为10mm的圆形结构。
[0015]在上述技术方案中，对应位于大脚趾位置的柔性压力传感器的尺寸为直径为15mm的圆形结构，位于足弓对侧位置的两个柔性压力传感器的尺寸为直径为15mm的圆形结构。
[0016]在上述技术方案中，所述惯性传感器为WT901BLECL型号传感器。
[0017]在上述技术方案中，所述控制器为FSR BLE控制器，八个所述柔性压力传感器分别通过杜邦线与所述控制器连接。
[0018]在上述技术方案中，所述控制器固定于弹性定位带上。
[0019]在上述技术方案中，所述便携式步态分析用辅助装置还包括给所述控制器供电的电源模块。
[0020]本新型的另一方面，还包括一种基于所述便携式步态分析用辅助装置的辅助系统，包括所述便携式步态分析用辅助装置、上位机和无线传输模块，所述惯性传感器通过蓝牙信号与所述上位机通讯连接，所述控制器通过所述无线传输模块与所述上位机通讯连接。
[0021]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0022]1.本技术的便携式步态分析用辅助装置是一种低成本、高时效性、操作灵活方便、个性化强的穿戴式步态分析辅助装置，该装置可以实现实时获取被测者的步行相关参数。
[0023]2.本技术的便携式步态分析用辅助装置可实时采集足底压力获取以及姿态运动的加速度和角度，穿戴方式简易、无场地限制、无需配备专业人员，可进行实时动态步态分析。
附图说明
[0024]图1是三个惯性传感器模块和控制器的结构示意图。
[0025]图2是柔性鞋垫的结构示意图。
[0026]图3是辅助系统的结构示意图。
[0027]图中：1
‑
弹性绑带，2
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惯性传感器，3
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鞋垫本体，4
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柔性压力传感器，5
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控制器，6
‑
弹性定位带。
具体实施方式
[0028]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0029]实施例1
[0030]一种便携式步态分析用辅助装置，包括两组分别用于左右腿的测试组件，每一组测试组件包括三个惯性传感器模块、一个柔性鞋垫以及一个控制器5，其中：
[0031]每一个惯性传感器模块均包括一个弹性绑带1以及固定于所述弹性绑带1上的惯性传感器2；三个惯性传感器模块分别绑在踝关节、膝关节下方、大腿的位置，测量髋、膝、踝三大关节运动数据，用于获取相对性的踝关节、膝关节以及髋关节的基础步态信息，测量行走时髋膝踝的活动角度，作为优选的，所述惯性传感器2为WT901BLECL型号传感器；
[0032]所述柔性鞋垫用于获取足部压力，每一个柔性鞋垫包括一个鞋垫本体3以及固定于所述鞋垫本体3上的八个柔性压力传感器4，其中四个柔性压力传感器4分别对应四个跖骨的位置，一个柔性压力传感器4对应位于大脚趾位置，两个柔性压力传感器4对应位于足弓对侧位置，一个柔性压力传感器4对应位于跟骨位置；八个柔性压力传感器4分别采集大脚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式步态分析用辅助装置，其特征在于，包括两组分别用于左右腿的测试组件，每一组测试组件包括三个惯性传感器模块、一个柔性鞋垫以及一个控制器，其中：每一个惯性传感器模块均包括一个弹性绑带以及固定于所述弹性绑带上的惯性传感器；每一个柔性鞋垫包括一个鞋垫本体以及固定于所述鞋垫本体上的八个柔性压力传感器，其中四个柔性压力传感器分别对应四个跖骨的位置，一个柔性压力传感器对应位于大脚趾位置，两个柔性压力传感器对应位于足弓对侧位置，一个柔性压力传感器对应位于跟骨位置；八个所述柔性压力传感器分别与所述控制器通讯连接。2.如权利要求1所述的便携式步态分析用辅助装置，其特征在于，对应位于跟骨位置的柔性压力传感器的尺寸为40mm*40mm方形结构。3.如权利要求1所述的便携式步态分析用辅助装置，其特征在于，对应位于第一跖骨位置的柔性压力传感器为直径为15mm的圆形结构。4.如权利要求1所述的便携式步态分析用辅助装置，其特征在于，对应位于第二、第三以及第四跖骨位置的柔性压力传感器为直径为10mm的圆形结构。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴千豪，赵美丹，徐瑞，侯榕洁，张邱喻，刘喆宇，杨菲雪，
申请(专利权)人：天津中医药大学，
类型：新型
国别省市：