申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2019-03-04

公开（公告）日：2024-02-13

公开（公告）号：CN109700466B

主分类号：A61B5/107

分类号：A61B5/107;A61B5/11;A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.13#授权;2019.05.28#实质审查的生效;2019.05.03#公开

摘要：本发明公开了一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，包括固定小臂的模块10、固定大臂的模块20、连接模块30、以及数据处理及显示模块40；通过基于人体痉挛时的加速度信号和角度信号的特征，本发明设计了一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，解决了加速度传感器和绝对角度传感器的安置问题，外形美观，简洁实用，便携，易于临床推广。另外本发明还公开了另一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，通过在固定小臂的模块中加入可测倾角的第二加速度传感器，在固定大臂的模块中加入倾角传感器，同样解决了传感器的安置问题。

主权项：1.一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，包括固定小臂的模块10、固定大臂的模块20、连接模块30、以及数据处理及显示模块40；所述固定小臂的模块10包括小臂板101、第一加速度传感器102、小臂固定盖板103、第一导线盖板104及第一绑带105；所述小臂板101内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述第一加速度传感器102固定于小臂板101一端传感器槽内，所述小臂固定盖板103固接于小臂板101上并盖住第一加速度传感器102；所述第一导线盖板104固接于小臂板101槽上，第一绑带105穿过小臂固定盖板103两端预置的孔用于固定小臂；所述固定大臂的模块20包括大臂板201、第二导线盖板202、大臂固定盖板203、第二绑带204；所述大臂板201内部含有槽，且其中一端设置有绝对角度传感器导线402穿过的大孔；所述第二导线盖板202固接于大臂板201的槽上；大臂固定盖板203固接于大臂板201上；第二绑带204穿过大臂固定盖板203的两预置的孔用于固定大臂；所述连接模块30包括小臂板连接套301、绝对角度传感器302；所述的小臂板连接套301固接于小臂板101上，所述绝对角度传感器302轴固接于小臂板连接套301上；所述数据处理及显示模块40包含：传感器导线401、绝对角度传感器导线402、数据处理及显示总成403；所述传感器导线401连接于第一加速度传感器102上穿过小臂板101槽底部和大臂板201的大孔并沿着大臂板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403上、绝对角度传感器导线402连接于绝对角度传感器302穿过绝对角度传感器固定外壳303沿着大臂板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403上；所述数据处理及显示总成403显示痉挛等级；数据处理及显示总成403固接于大臂固定盖板203上；所述的第一加速度传感器102输出加速度数据，可以是姿态传感器、角速度传感器、陀螺仪、惯性倾角传感器、惯性加速度传感器。

全文数据：一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置技术领域本发明涉及康复医疗设备技术领域，尤其涉及一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置。背景技术社会老龄化程度日益加深、脑卒中、脊髓损伤等原因导致肢体功能运动降低，甚至全部丧失，严重影响了生活质量。脑卒中后痉挛状态的产生是影响患者肢体运动功能以及自理活动恢复的主要原因。脑卒中后痉挛的发病率可达20％-40％，或者更高。痉挛状态的治疗需要以痉挛状态的评定为基础，客观精确的评定痉挛状态对于脑卒中患者的临床康复的重要性日益凸显。目前国际上关于痉挛的量化评定尚未有统一的方法及规定，临床痉挛评定仍依赖于主观量表法，评定结果完全基于评定者的主观经验。主观量表对于痉挛状态等级的划分也比较模糊，限制了精细化康复方案和剂量处方的制定，难以满足精准康复的需求，而且模糊的痉挛状态等级划分满足不了病人长期随访的要求。有学者从肌肉的反射特性和机械特性出发，提出一系列量化评定方法，但各方法均有一定的局限性，如操作繁琐、不易于临床推广等。据此，目前急需一种结构简单、传感器安置、布线合理的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、传感器安置、布线合理的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置。本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，包括固定小臂的模块、固定大臂的模块、连接模块、以及数据处理及显示模块；所述固定小臂的模块包括小臂板、加速度传感器、小臂固定盖板、导线盖板及绑带；所述小臂板内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述加速度传感器固定于小臂板一端传感器槽内，所述小臂固定盖板固接于小臂板上并盖住加速度传感器；所述导线盖板固接于小臂板的槽上，绑带穿过小臂固定盖板两端预置的孔用于固定小臂；所述固定大臂的模块包括大臂板、导线盖板、大臂固定盖板、绑带；所述固定大臂的板内部含有槽，且其中一端设置有绝对角度传感器穿过的大孔；所述导线盖板固接于大臂板的槽上；大臂固定盖板固接于大臂的板上；绑带穿过大臂固定盖板的两预置的孔用于固定大臂；所述连接模块包括小臂板连接套、绝对角度传感器；所述的小臂板连接套固接于小臂板上，所述绝对角度传感器轴固接于小臂板连接套上；所述数据处理及显示模块包含：传感器导线、绝对角度传感器导线、数据处理及显示总成；所述传感器导线连接于加速度传感器上穿过小臂板槽底部和大臂板的大孔并沿着大臂板的阶梯槽底部连接到数据处理及显示总成上、绝对角度传感器导线连接于绝对角度传感器穿过绝对角度传感器固定外壳沿着大臂板的阶梯槽底部连接到数据处理及显示总成上；所述数据处理及显示总成显示痉挛等级；数据处理及显示总成固接于大臂固定盖板上。所述的加速度传感器输出加速度数据，可以是姿态传感器、角速度传感器、陀螺仪、惯性倾角传感器、惯性加速度传感器。作为本发明的优选方式之一，还包括绝对角度传感器保护罩；所述绝对角度传感器保护罩固接于绝对角度传感器固定外壳上。作为本发明的优选方式之一，还包括显示外壳，所述显示外壳盖于控制及显示总成外侧。作为本发明的优选方式之一，还包括绝对角度传感器固定外壳以及固定螺钉；所述绝对角度传感器的外壳固接于绝对角度传感器固定外壳上；所述绝对角度传感器固定外壳固接于大臂板上。本发明还公开了另一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，包括固定小臂的模块、固定大臂的模块、连接模块、以及数据处理及显示模块；所述固定小臂的模块包括小臂板、可测倾角的加速度传感器、小臂固定盖板、导线盖板及绑带；所述小臂板内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述可测倾角的加速度传感器固定于小臂板一端传感器槽内，所述小臂固定盖板固接于小臂板上并盖住可测倾角的加速度传感器；所述导线盖板固接于小臂板的槽上，绑带穿过臂固定盖板的两预置的孔内固定小臂；所述固定大臂的模块包括大臂板、导线盖板、大臂固定盖板、及绑带、倾角传感器；所述固定大臂的板内部含有槽，且其中一端设置直径较大的孔，另一端设置传感器槽；所述导线盖板固接于大臂板的槽上；所述的倾角传感器固定于固定大臂的板上的传感器槽内；大臂固定盖板固接于大臂的板上并盖住倾角传感器；绑带穿过大臂固定盖板的两预置的孔内固定大臂；所述连接模块包含：小臂板连接套、连接套固定螺钉、大臂固定外壳；所述小臂板连接套固接于小臂板上；所述的大臂固定外壳固接于大臂板上；连接套固定螺钉与小臂板连接套固接限定固定外壳的轴向移动，并使大臂板与小臂板之间形成转动副；所述的数据处理及显示模块包含：传感器导线、数据处理及显示总成、显示外壳；所述传感器导线连接于可测倾角的加速度传感器上穿过小臂板槽底部和大臂的板的大孔并沿着大臂的板的槽底部连接到数据处理及显示总成、倾角传感器直接连接于数据处理及显示总成上；所述的数据处理及显示总成显示痉挛等级；数据处理及显示总成与显示外壳固接于大臂固定盖板上；所述的倾角传感器输出角度数据，可以为惯性角度传感器、惯性加速度传感器、加速度传感器和陀螺仪的组合、姿态传感器；所述的可测倾角的加速度传感器输出角度和加速度数据，可以为惯性加速度传感器、加速度传感器和陀螺仪组合、姿态传感器。作为本发明的优选方式之一，还包括外壳固定螺钉；所述大臂固定外壳四周设有若干螺钉孔，所述大臂固定外壳通过在螺钉孔中插入外壳固定螺钉与大臂的板固接。本发明相比现有技术的优点在于：本发明基于人体痉挛时的加速度信号和角度信号的特征，设计了一种基于肘关节和膝关节角度和角加速度的痉挛评估装置，该装置能够满足人体左右肘部以及左右膝部的使用，而且解决了倾角传感器、可测倾角的加速度传感器、加速度传感器和绝对角度传感器的安置问题，外形美观，简洁实用，便携，易于临床推广。附图说明图1是实施例1中的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置结构示意图；图2是实施例1中的固定小臂的模块爆炸示意图；图3是实施例2中的固定小臂的模块爆炸示意图；图4是实施例1中固定大臂的模块与连接模块爆炸示意图；图5是实施例1中传感器布线示意图；图6是实施例2中另一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置的总体结构示意图；图7是实施例2中另一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置的爆炸示意图。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1-2及图4-5所示，本实施例的一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，包括固定小臂的模块10、固定大臂的模块20、连接模块30、以及数据处理及显示模块40；所述固定小臂的模块10包括小臂板101、加速度传感器102、小臂固定盖板103、导线盖板104及绑带105；所述小臂板101内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述加速度传感器102固定于小臂板101一端传感器槽内，所述小臂固定盖板103固接于小臂板101上并盖住加速度传感器102；所述导线盖板104固接于小臂板101的槽上，绑带105穿过小臂固定盖板103两端预置的孔用于固定小臂；所述固定大臂的模块20包括大臂板201、导线盖板202、大臂固定盖板203、绑带204；所述固定大臂的板201内部含有槽，且其中一端设置有绝对角度传感器302穿过的大孔；所述导线盖板202固接于大臂板201的槽上；大臂固定盖板203固接于大臂的板201上；绑带204穿过大臂固定盖板203的两预置的孔用于固定大臂；所述连接模块30包括小臂板连接套301、绝对角度传感器302；所述的小臂板连接套301固接于小臂板101上，所述绝对角度传感器302轴固接于小臂板连接套301上；所述数据处理及显示模块40包含：传感器导线401、绝对角度传感器导线402、数据处理及显示总成403；所述传感器导线401连接于加速度传感器102上穿过小臂板101槽底部和大臂板201的大孔并沿着大臂板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403上、绝对角度传感器导线402连接于绝对角度传感器302穿过绝对角度传感器固定外壳303沿着大臂板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403上；所述数据处理及显示总成403显示痉挛等级；数据处理及显示总成403固接于大臂固定盖板203上；所述的加速度传感器102输出加速度数据，可以是姿态传感器、角速度传感器、陀螺仪、惯性倾角传感器、惯性加速度传感器。为了对绝对角度传感器进行保护，进一步的，还包括绝对角度传感器保护罩304；所述绝对角度传感器保护罩304固接于绝对角度传感器固定外壳303上。为了保护控制及显示总成，进一步的，还包括显示外壳404，所述显示外壳404盖于数据处理及显示总成403外侧。为了对绝对角度传感器进行保护，进一步的，还包括绝对角度传感器固定外壳303以及固定螺钉305；所述绝对角度传感器302的外壳固接于绝对角度传感器固定外壳303上；所述绝对角度传感器固定外壳303固接于大臂板201上。实施例2参见图3及图6-7：本实施例还公开了另一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，包括固定小臂的模块10、固定大臂的模块20、连接模块30以及数据处理及显示模块40；所述固定小臂的模块10包括小臂板101、可测倾角的加速度传感器106、小臂固定盖板103、导线盖板104及绑带105；所述小臂板101内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述可测倾角的加速度传感器106固定于小臂板101一端传感器槽内，所述小臂固定盖板103固接于小臂板101上并盖住加速度传感器106；所述导线盖板104固接于小臂板101的槽顶部内，绑带105穿过臂固定盖板103的两预置的孔内固定小臂；所述固定大臂的模块20包括大臂板201、导线盖板202、大臂固定盖板203、及绑带204、倾角传感器205；所述固定大臂的板201内部含有槽，且其中一端设置直径较大的孔，另一端设置传感器槽；所述导线盖板202固接于大臂板201的槽上；所述的倾角传感器205固定于固定大臂的板201上的传感器槽内；大臂固定盖板203固接于大臂的板201上并盖住倾角传感器205；绑带204穿过大臂固定盖板203的两预置的孔内固定大臂；所述连接模块包含：小臂板连接套301、连接套固定螺钉306、大臂固定外壳307；所述小臂板连接套301固接于小臂板101上；所述的大臂固定外壳307固接于大臂板201上；连接套固定螺钉306与小臂板连接套301固接限定固定外壳307的轴向移动，并使大臂板201与小臂板101之间形成转动副；所述的数据处理及显示模块包含：传感器导线401、数据处理及显示总成403、显示外壳404；所述传感器导线401连接于可测倾角的加速度传感器106上穿过小臂板101槽底部和大臂的板201的大孔并沿着大臂的板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403、倾角传感器205直接连接于数据处理及显示总成403上；所述的数据处理及显示总成403显示痉挛等级；数据处理及显示总成403与显示外壳404固接于大臂固定盖板203上；所述的倾角传感器205输出角度数据，可以为惯性角度传感器、惯性加速度传感器、加速度传感器和陀螺仪的组合、姿态传感器；所述的可测倾角的加速度传感器106输出角度和加速度数据，可以为惯性加速度传感器、加速度传感器和陀螺仪组合、姿态传感器。为了便于安装拆卸，进一步的，还包括外壳固定螺钉305；所述大臂固定外壳307四周设有若干螺钉孔，所述大臂固定外壳307通过在螺钉孔中插入外壳固定螺钉305与大臂的板201固接。所述数据处理及显示总成403同样也可以放置在固定小臂的模块10上。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，包括固定小臂的模块10、固定大臂的模块20、连接模块30、以及数据处理及显示模块40；所述固定小臂的模块10包括小臂板101、加速度传感器102、小臂固定盖板103、导线盖板104及绑带105；所述小臂板101内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述加速度传感器102固定于小臂板101一端传感器槽内，所述小臂固定盖板103固接于小臂板101上并盖住加速度传感器102；所述导线盖板104固接于小臂板101槽上，绑带105穿过小臂固定盖板103两端预置的孔用于固定小臂；所述固定大臂的模块20包括大臂板201、导线盖板202、大臂固定盖板203、绑带204；所述固定大臂的板201内部含有槽，且其中一端设置有绝对角度传感器导线402穿过的大孔；所述导线盖板202固接于大臂板201的槽上；大臂固定盖板203固接于大臂的板201上；绑带204穿过大臂固定盖板203的两预置的孔用于固定大臂；所述连接模块30包括小臂板连接套301、绝对角度传感器302；所述的小臂板连接套301固接于小臂板101上，所述绝对角度传感器302轴固接于小臂板连接套301上；所述数据处理及显示模块40包含：传感器导线401、绝对角度传感器导线402、数据处理及显示总成403；所述传感器导线401连接于加速度传感器102上穿过小臂板101槽底部和大臂板201的大孔并沿着大臂板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403上、绝对角度传感器导线402连接于绝对角度传感器302穿过绝对角度传感器固定外壳303沿着大臂板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403上；所述数据处理及显示总成403显示痉挛等级；数据处理及显示总成403固接于大臂固定盖板203上；所述的加速度传感器102输出加速度数据，可以是姿态传感器、角速度传感器、陀螺仪、惯性倾角传感器、惯性加速度传感器。2.根据权利要求1所述的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，还包括绝对角度传感器保护罩304；所述绝对角度传感器保护罩304固接于绝对角度传感器固定外壳303上。3.根据权利要求2所述的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，还包括显示外壳404，所述显示外壳404盖于数据处理及显示总成403外侧。4.根据权利要求1所述的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，还包括绝对角度传感器固定外壳303以及固定螺钉305；所述绝对角度传感器302的外壳固接于绝对角度传感器固定外壳303上；所述绝对角度传感器固定外壳303固接于大臂板201上。5.一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，包括固定小臂的模块10、固定大臂的模块20、连接模块30、以及数据处理及显示模块40；所述固定小臂的模块10包括小臂板101、可测倾角的加速度传感器106、小臂固定盖板103、导线盖板104及绑带105；所述小臂板101内部含有槽，且其中一端设置传感器槽，另一端设置转动中心孔；所述可测倾角的加速度传感器106固定于小臂板101一端传感器槽内，所述小臂固定盖板103固接于小臂板101上并盖住可测倾角的加速度传感器106；所述导线盖板104固接于小臂板101的槽上，绑带105穿过臂固定盖板103的两预置的孔内固定小臂；所述固定大臂的模块20包括大臂板201、导线盖板202、大臂固定盖板203、及绑带204、倾角传感器205；所述固定大臂的板201内部含有槽，且其中一端设置直径较大的孔，另一端设置传感器槽；所述导线盖板202固接于大臂板201的槽上；所述的倾角传感器205固定于固定大臂的板201上的传感器槽内；大臂固定盖板203固接于大臂的板201上并盖住倾角传感器205；绑带204穿过大臂固定盖板203的两预置的孔内固定大臂；所述连接模块包含：小臂板连接套301、连接套固定螺钉306、大臂固定外壳307；所述小臂板连接套301固接于小臂板101上；所述的大臂固定外壳307固接于大臂板201上；连接套固定螺钉306与小臂板连接套301固接限定固定外壳307的轴向移动，并使大臂板201与小臂板101之间形成转动副；所述的数据处理及显示模块包含：传感器导线401、数据处理及显示总成403、显示外壳404；所述传感器导线401连接于可测倾角的加速度传感器106上穿过小臂板101槽底部和大臂的板201的大孔并沿着大臂的板201的槽底部连接到数据处理及显示总成403、倾角传感器205直接连接于数据处理及显示总成403上；所述的数据处理及显示总成403显示痉挛等级；数据处理及显示总成403与显示外壳404固接于大臂固定盖板203上；所述的倾角传感器205输出角度数据，可以为惯性角度传感器、惯性加速度传感器、加速度传感器和陀螺仪的组合、姿态传感器；所述的可测倾角的加速度传感器106输出角度和加速度数据，可以为惯性加速度传感器、加速度传感器和陀螺仪组合、姿态传感器。6.根据权利要求5所述的基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置，其特征在于，还包括外壳固定螺钉305；所述大臂固定外壳307四周设有若干螺钉孔，所述大臂固定外壳307通过在螺钉孔中插入外壳固定螺钉305与大臂的板201固接。

百度查询： 合肥工业大学 一种基于肘关节角度和角加速度的痉挛评估装置

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