[發明專利]可穿戴式手功能狀態監測系統及設備

在審

• 申請號: 201711062408.1
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN108272443A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 穆成坡;王川;劉凱
• 申請（專利權）人: 穆成坡;王川;劉凱
• 主分類號: A61B5/01
• 分類號: A61B5/01;A61B5/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明主要應用在醫療康復領域中對手指受傷病人的實時監測，通過全天24小時的不間斷測量和采集受傷手指的壓力、溫度、運動姿態等數據，依據對這些數據的科學分析，有助于醫生準確、及時掌握病情，確定相應的治療方案。本發明公開了一種用于手部康復的可穿戴式手功能狀態監測系統及設備，其包括：1個模擬傳感器，用來測量手指傷口處的壓力，實時輸出相應的1路電壓信號；2個數字傳感器，分別用來測量受傷手指的溫度、運動姿態，實時輸出相應的數字信號；OLED顯示電路，經內部穩壓后，顯示溫度、壓力等信息；藍牙通信電路，將手指信息等傳輸至手機藍牙串口進行數據處理和可視化顯示；單片機處理器，接受各路輸入信號，形成1路串行數據進行傳輸。

技術領域

本發明涉及一種手功能狀態監測設備，特別涉及一種適用于可穿戴式手功能狀態監測系統及設備，屬于醫療康復領域。

背景技術

手是人類改造世界的工要工具，因而手功能的削弱會給患者和家庭帶來了極大負擔，常見的手傷勢有：腫脹、關節僵硬、肌肉萎縮等手外傷及手指骨折。現有的監測手段是通過傳統醫生一對一的人工肉眼識別，而我國手功能障礙傷者數量龐大且不斷增長和康復醫師缺乏，無法實時及精確監測手傷口的恢復情況，這耗費了原本有限的醫療資源，既增加了成本，又達不到最佳效果。

發明內容

本發明提供一種可穿戴式手功能狀態監測系統及設備，可以極大的釋放現有監測過程中的醫療人力資源，并且可以實時更新受傷手指的運動姿態、壓力等體征信息，完成一套完整基于嵌入式的體征監測系統，提供一種基于力和運動的人機交互方式進行康復監測，進而將這種體征數據采集裝置用于手部康復訓練等方面，便于傷者恢復。為達到以上目的，提供一種單通道可穿戴式手功能狀態監測設備，所述設備包括藍牙通信電路、電源控制電路、實時時鐘、陀螺儀傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，所述藍牙通信電路可將手指信息傳輸至手機藍牙串口可視化顯示，所述設備的一側設置有人機交互界面，所述人機交互界面設置有與所述設備內部通信電路相連的指示燈和OLED顯示屏。

本發明所述設備所需要解決的技術問題，需要通過以下技術方案來實現：一種用于單通道可穿戴手指功能狀態監測系統，其包括：

1個模擬傳感器，用來檢測受傷手指的壓力，并實時輸出相應的電壓信號ADC1；

2個數字傳感器，分別檢測手指溫度及手指關節的運動姿態，并實時輸出相應的信號，提供I2C總線接口(SCL、SDA)；

實時時鐘，實時更新系統時間，提供I2C總線接口；

OLED顯示電路，經內部穩壓后，將手指溫度、壓力、運動姿態、時間等信息實時顯示在顯示器上：

單片機處理電路，接收輸入信號ADC1、I2C總線(SCL、SDA)、IMU_INT、ADC2等，并對信號進行處理，將處理后的結果傳輸至藍牙模塊及OLED顯示器；

電源控制電路，鋰電池經線性穩壓后為系統各個部件供電，檢測剩余電量并輸出信號ADC2，支持對鋰電池充電功能；

藍牙通信電路，將手指溫度、壓力、運動姿態、時間等信息實時傳輸至手機藍牙串口進行可視化顯示。

作為上述方案的進一步改進，所述模擬傳感器電路采用：DC3.3V激勵，薄膜壓力模擬傳感器和的基準電阻串聯分壓，將分壓信號ADC1傳入單片機處理器進行采樣。

作為上述方案的進一步改進，所述溫度數字傳感器采用LM75芯片。

作為上述方案的進一步改進，所述陀螺儀傳感器使用MPU6050芯片。

作為上述方案的進一步改進，所述時鐘電路使用PCF8563芯片。

作為上述方案的進一步改進，所述OLED顯示電路采用穩壓芯片PCF8563，SSD1306OLED顯示屏，來顯示系統時間、手指處的壓力與溫度等。