[發明專利]人體平衡機能測試儀

無效

• 申請號: 201010531815.4
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102078195A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 賴曉晨;王孝良;陳鑫
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于嵌入式計算機領域，涉及一種人體平衡機能測試儀。

背景技術

當人靜止站立時，實際是不可能保持絕對靜止的，人體重心會始終進行幅度不等的晃動，這是自我意識所無法控制的，稱為生理性姿勢動搖，這種重心動搖的程度與人體的平衡功能直接相關。平衡功能屬于人體神經運動系統的一項重要功能，許多神經系統疾病均表現出不同程度的平衡功能障礙，對平衡能力的測量是評價神經系統疾病患者物理治療效果與康復情況的重要依據，也是特殊職業人員(競技類運動員、宇航員、飛行員、潛水員等)選拔的評價指標和輔助訓練成果的反饋。同時，平衡機能測量在老年人身體狀況變化的監測、疾病預防，以及國民身體素質鑒定、國家老齡化趨勢評價等方面起著重要作用。本發明設計完成了對人體平衡機能進行測試與評價的計算機系統，能夠測量平衡機能數據，繪制出測試者靜態姿勢圖(重心移動軌跡的實時曲線)，并對人體平衡機能給出定量評價。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種人體平衡機能測試儀，能夠完成對人體重心移動情況的實時測量、分析、評價、存儲、顯示和報表輸出。

本發明的技術方案：

人體平衡機能測試儀，包括傳感器測力平臺、數據采集電路和綜合評價程序三個部分，前兩個部分為測試儀的硬件部分，綜合評價程序是測試儀的軟件部分，在PC機上運行。

傳感器測力平臺為一塊等邊三角形鐵板，厚度10mm，邊長600mm，在鐵板下方三個頂點處各安裝有一個2g1型電阻應變片傳感器，負責采集人體重心移動信號。數據采集電路為基于MSP430單片機的電路板，設計有三路完全相同的放大電路，均為三級放大，負責將傳感器傳送的電壓信號放大到單片機量程能夠接受的范圍內。第一級放大采用AD623放大器，放大倍數為22.3倍；第二級放大采用OP07放大器，放大倍數為1倍；第三級放大仍采用OP07放大器，放大倍數為9.4倍，三級放大總倍數為209.62倍。數據采集電路設計有串口和USB接口，用來將數字化之后的電壓信號傳輸到運行于PC機的綜合評價程序。

綜合評價程序包括測試管理、系統管理和數據管理三個模塊。

(1)測試管理模塊由測試者管理、測試記錄管理和定量評價算法三個子模塊組成。測試者管理子模塊實現了對測試者信息的增、刪、改、查功能，并提供測試界面，可對測試者進行6項測試，分別為：雙足睜眼、雙足閉眼、線性步睜眼、線性步閉眼、單足睜眼以及單足閉眼。測試記錄管理子模塊實現了對測試記錄的增、刪、改、查功能；定量評價算法是綜合評價程序的主體，它將數據采集電路上傳的電壓信號數字量轉換為兩維直角坐標系的坐標值，進而計算得到測試者重心的擺動軌跡長度L、擺動面積A、動搖優勢程度W和擺動角度Q等4項指標，令Eval為4項指標的乘積，得公式(1)：

Eval＝L×A×W×Q????????????????????????????(1)

然后對各類型人群進行實際測量，根據公式(2)計算測試者平衡能力得分：

Mark=Markmax-MarkminEvalmin-Evalmax×(Eval-Evalmax)+Markmin---(2)]]>