[发明专利]一种肢体痉挛评测方法及实现该方法的装置

说明书

本发明公开了一种肢体痉挛评测方法及实现该方法的装置，该方法测量人体肘关节以不同角速度伸展过程中肘关节角加速度或者前臂任意一点线加速度变化数据，以及上述加速度变化对应的关节角度值，测量的角度、速度、加速度信号处理后可实时显示并存储；依据不同角速度下上肢肘关节角加速度或者前臂任意一点线速度突变对应的肘关节角度以及肘关节角加速度或者前臂任意一点线加速度变化数据评估上肢痉挛程度，能客观、定量的检测和评定痉挛，解决当前痉挛检测主观性较大的难题，且设计简单、成本低。

技术领域：

本发明涉及一种肢体痉挛评测方法及实现该方法的装置。

背景技术：

痉挛是一种由牵张反射高兴奋性所致的、以速度依赖的、紧张性牵张反射增强伴腱反射逾常为特征的运动障碍。对痉挛的治疗离不开对痉挛的评定，痉挛检测方法有主观评定方法和客观评定方法。目前临床上应用最为广泛的主观评定量表是改良Ashworth量表，该量表在临床上易于实现，但量表本身属于定性描述，评测主观性强，不能满足客观精确的定量评定要求。而大型等速肌力测试系统、肌电仪等设备虽然可以满足客观定量评定要求，但由于价格昂贵，操作复杂等因素的限制一直无法得到临床推广。

根据改良Ashworth量表描述:

表1改良Ashworth量表

表明肌张力变化情况与痉挛等级有直接关系，同时也表明加速度突然变化所对用的角度，习惯上称之为牵张反射阈值角度的关节角度也与痉挛等级有直接关系。肌张力的突然增高会导致运动过程中关节角加速度以及线加速度的突然变化，因此通过检测运动过程中运动参数包括加速度速度以及角度的变化便可评估出痉挛等级。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种肢体痉挛评测方法及实现该方法的装置，通过实时监测上肢肘关节角加速度或者前臂任意一点线速度突变对应的肘关节角度以及肘关节角加速度或者前臂任意一点线加速度变化数据评估上肢痉挛程度，

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种肢体痉挛评测方法，实时获得上肢肘关节做伸展运动过程中肘关节角度、角速度以及角加速度变化数值；设m为人体上肢前臂与手的质量，J代表人体上肢前臂转动惯量，w为肘关节角速度，θ表示肘关节实时运动角度，ε表示肘关节角加速度，θ_all表示一个伸展周期的肘关节关节活动度；

①被测者根据要求实现肘关节从屈曲可达最大角度至伸展可达最大角度的伸展运动；

②被测者根据要求在肢体相应位置放置相应传感器，确保可以获取检测过程中肘关节角度、角速度以及角加速度数据；

③当肘关节根据要求做伸展运动时，肘关节受肘关节阻力矩以及动力矩综合作用，根据角加速度与扭矩的关系，可得肘关节角加速度为：

ε＝M/J； (1)

式中M表示肘关节所受综合力矩；

伸展运动前期，肘关节做匀速运动，M_动＝M_阻，ε＝0； (2)

此时肘关节阻力矩可看作线性弹簧-质量-阻尼系统:

其中k表示为系统弹性系数，b表示为系统阻尼系数，

M_动为变量，确保M_动＝M_阻，且在伸展过程中不会突变。

④当肘关节被动运动到一定角度θ_s时，如果痉挛发生，肘关节阻力突然瞬时增大，设此时阻力矩为M_阻+△M，此时，肘关节角加速度值为：