[實用新型]一種關節角度測量的裝置

有效

• 申請號: 201820590616.2
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN208822781U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 高躍明;杜民;李玉榕;姜瑞欣;劉文鑄
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本實用新型提供一種關節角度測量的裝置，其包括頻率可調節的電源、第一隔離電路、第二隔離電路、信號預處理模塊、MCU模塊、第三隔離模塊以及安裝于待測肢體上的發送電極、接收電極；所述頻率可調節的電源一輸出經第一隔離電路與發射電極輸入連接；所述接收電極輸出經第二隔離電路與所述信號預處理模塊輸入連接；所述信號預處理模塊輸出與所述MCU模塊一輸入連接；所述頻率可調節的電源另一輸出經第三隔離電路與所述MCU模塊另一輸入連接。硬件要求相對較低，操作也相對比較簡單，用戶可以單獨使用，無需其他人員幫忙，可以獲得較好的用戶體驗；具有便攜性和實時性也是它的兩大優勢。

技術領域

本實用新型屬于醫療器械領域，具體涉及一種關節角度測量的裝置。

背景技術

現有的肢體關節角度測量方法大體有兩種，一是視頻法，二是慣性傳感器法。視頻法是利用圖像處理技術對人體各個姿態進行分析，圖像的采集可由多個攝像機進行拍攝，或者由單個攝像機在相對于人體的各個不同的角度拍攝來完成。通過對采集的序列圖像進行分析和重建來分析運動狀態、位置信息，通過位置信息可確定某個肢體的關節角度。這種方法對拍攝設備中的重構算法精度的要求較高，檢測精度和運算實時性難以平衡。慣性傳感器包括加速度計和角速度傳感器以及它們慣性測量單元和磁傳感器的姿態參考系統，可用于人體運動的測量和分析。在使用慣性傳感器測量時，傳感器不斷地采集人體的運動過程中各個部位的信息，并傳遞給計算機，計算機根據所獲得的位置信號的信息計算，顯示人體在運動過程中的各項參數，并且可以得出肢體關節的夾角。這種方法通過兩個或兩個以上的標記點進行實時重構，其穿戴式處理芯片的運算復雜度高。從生理學角度來說，當肢體擺動到不同角度時，關節角度產生變化，肌肉群的收縮程度不同，導致導電特性發生改變，則信號的人體傳輸增益值會呈現差異。本發明設計了一個通過人體信號傳輸增益值來測量肢體關節角度的裝置與方法，利用信號增益值來判斷此時的關節夾角，能夠為居家康復治療和精準康復訓練提供有效途徑，也能夠為體感游戲的用戶提供較好的游戲體驗。

專利（申請號200920176773.X）給出了一種醫用關節角度測量裝置，包括測量器、數據線和數據處理器。測量器包括殼體、角度傳感器和偏心重錘，數據處理器包括數據處理芯片和數據顯示芯片。專利（申請號201120210419.1）給出了一種關節角度測量裝置，此裝置包括固定測量臂、固定活動測量臂、中心軸、角度測量儀及語音單元。活動測量臂另一端與固定測量臂一端通過中心軸連接。專利（201621484960.0）搭建了一個人體關節角度測量系統，它包括第一三軸加速度檢測模塊，第二三軸加速度檢測模塊，控制模塊、無線通訊模塊、電源模塊以及移動終端。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種關節角度測量的裝置.

本實用新型采用以下技術方案：一種關節角度測量的裝置，其包括頻率可調節的電源、第一隔離電路、第二隔離電路、信號預處理模塊、MCU模塊、第三隔離模塊以及安裝于待測肢體上的發送電極、接收電極；所述頻率可調節的電源一輸出經第一隔離電路與發射電極輸入連接；所述接收電極輸出經第二隔離電路與所述信號預處理模塊輸入連接；所述信號預處理模塊輸出與所述MCU模塊一輸入連接；所述頻率可調節的電源另一輸出經第三隔離電路與所述MCU模塊另一輸入連接。

在本實用新型一實施例中，所述信號預處理模塊包括一差分運算放大器及一濾波器；所述差分運算放大器輸入接第二隔離電路輸出；所述差分運算放大器輸出接濾波器輸入。

在本實用新型一實施例中，MCU模塊包括一運算單元、一AD模塊、第二AD模塊及一傳輸單元；所述信號預處理模塊輸出經第一AD模塊與所述運算單元一輸入連接；所述運算單元另一輸入與第二AD模塊輸出連接；第二AD模塊輸入與第三隔離電路輸出連接；所述運算單元輸出一傳輸單元輸入連接。

在本實用新型一實施例中，還包括一人機交互模塊；所述人機交互模塊通過一I/O接口與所述MCU模塊連接。

較佳的，人機交互模塊中包括用于開關及選擇頻率的按鍵和用于顯示角度信息顯示屏。