[发明专利]一种关节弯曲度测量系统及测量方法

说明书

本发明提供了一种关节弯曲度测量系统及测量方法，用以解决现有技术中关节弯曲度测量舒适性体验不佳、价格昂贵、无法实现家用化的问题。所述系统包括：关节弯曲度监测模块和数据处理模块，通过关节弯曲度监测模块对关节平均曲率的监测获取关节弯曲度信息并将所获取的信息发送给数据处理模块，数据处理模块接收和处理关节弯曲度信息，从而实现对关节弯曲度的实时监测。本发明应用曲率传感器的原理，将关节弯曲信号通过曲率敏感元件传输到数据处理器中读取所测数值，从而实时测量关节弯曲度，掌握关节运动情况，辅助用户独立进行运动功能的主动恢复训练，降低关节监测设备成本，同时提高测量精度和设备耐久性，并提升使用者的舒适性。

技术领域

本发明属于生理参数监测方法与设备领域，具体地涉及到一种关节弯曲度测量系统及测量方法。

背景技术

人体关节活动度又称关节活动范围，是关节运动时所通过的运动弧。关节活动度是临床康复医学以及伤残鉴定中一个常见的检测项目，医生可以通过测定关节活动度指导患者进行术后康复训练，同时监测患者的恢复情况。为了达到理想的恢复效果，接受过关节手术的病人或是中风等疾病患者往往需要进行长期的主动恢复训练，其中关节弯曲和伸直训练对于恢复关节运动功能至关重要，这种锻炼需要以一定强度重复进行，且持续时间长。由于公共医疗资源有限且费用昂贵，多数病人往往选择回到家中进行后续的康复训练。为了保证在家中训练的质量，达到理想的康复效果，一方面需要获得动作幅度等信息的实时反馈，以便辅助判断训练是否到位，另一方面也需要将数据记录反映给监护人或医护人员，以便监测康复情况。

现有技术中，可用于监测关节运动的设备在用于家庭情景时，都存在着明显缺陷。

普通的商用电测角计由于其技术成熟，测量准确，在医疗领域被大量使用，然而由于价格昂贵、耐久性差，无法用于家庭环境。

光学动作捕捉系统，如Vicon、Optitrack等，对于人体运动的捕捉精准，但是价格高昂，同时需要专业的操作知识，局限于实验室及医疗研究中心使用，也无法普及到家庭中。

另外，Bridget J.Munro、R.Wijesiriwardana等人设计了一种可穿戴生物反馈设备智能护膝用于监测膝关节运动，采用织物与传感器的敏感元件相结合的方式，设计了一种导电纱线，将导电纱线直接作为传感器的敏感元件参与膝关节的运动监测。但是，织物敏感元件的耐久性差，变相提高了传感器使用成本；同时，织物敏感元件的松弛时间长，频率响应性差，即动态特性差，监测精度及灵敏度低。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种关节弯曲度测量系统及测量方法，应用曲率传感器的原理，将关节弯曲信号通过曲率敏感元件传输到数据处理器中读取所测数值，从而实时测量关节弯曲度，掌握关节运动情况，降低关节监测设备成本，同时提高测量精度和设备耐久性，并提升被测者的舒适性。

根据本发明的一个方面，提供了一种关节弯曲度测量系统，所述系统包括：关节弯曲度监测模块和数据处理模块，两者电连接；其中，

所述关节弯曲度监测模块用于通过对关节曲率的监测获取关节弯曲度信息并将所获取的信息发送给数据处理模块；所述数据处理模块用于接收和处理关节弯曲度信息，并输出监测数据。

进一步地，所述对关节曲率的监测，进一步为：对关节活动范围内关节各点平均曲率的监测。

进一步地，所述关节弯曲度监测模块包括至少一个柔性曲率敏感元件；所述柔性曲率敏感元件为柔性薄膜层状结构，长度大于关节活动范围，敏感元件长度方向沿着两关节面相对运动形成的弧线方向贴附于被测关节外轮廓上，用于获取关节活动范围内关节各点的平均曲率。

进一步地，所述柔性曲率敏感元件包括：第一金属层，绝缘层，第二金属层，导线；

所述绝缘层位于第一金属层和第二金属层中间，所述导线分别为第一金属层和第二金属层的引出线，所述导线用于第一金属层和第二金属层与数据处理模块的电连接；