[发明专利]一种脊柱侧弯测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种脊柱侧弯测量装置，其特征在于，包括：

仪器主体；

球状反射体，活动设置于所述仪器主体的底端，所述球状反射体的一侧表面接触于人体背部的脊柱中线，并沿所述脊柱中线移动，基于摩擦力，所述球状反射体相对人体移动时同步滚动，滚动方向和距离与移动同步，所述球状反射体的表面设置有若干等距分布的特征反光点；

光源，设置在所述仪器主体内，用于向所述球状反射体发射光线；

光学图像感应器，设置在所述仪器主体内，用于接收反射光线，并成像为一系列具有与所述特征反光点对应的特征光斑的帧图像；

主控端，与所述光学图像感应器连接，用于根据获得的一系列具有特征光斑的帧图像，计算所述球状反射体的滚动方向和轨迹，进而获得所述脊柱中线的二维空间曲线。

2.根据权利要求1所述的一种脊柱侧弯测量装置，其特征在于，还包括：

地磁角度测量模块，安装于所述仪器主体上，用于测量所述仪器主体沿所述脊柱中线移动时的航向角和俯仰角。

3.根据权利要求2所述的一种脊柱侧弯测量装置，其特征在于，所述主控端与所述地磁角度测量模块连接，用于将测得的所述航向角和俯仰角按照时钟与所述二维空间曲线相匹配，获得所述脊柱中线的三维空间曲线。

4.根据权利要求1所述的一种脊柱侧弯测量装置，其特征在于，所述仪器主体的底端两侧均设置有转向角平衡支架，两个所述转向角平衡支架对称设置，且分别支撑于脊柱中心两侧的肌肉高点；

所述球状反射体位于两个所述转向角平衡支架之间，且所述转向角平衡支架的内侧均设置有与所述球状反射体底部匹配的弧形面。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种脊柱侧弯测量装置，其特征在于，还包括：

聚光透镜，安装于所述球状反射体和所述光学图像感应器之间，用于反射光线的聚光。

6.一种脊柱侧弯测量方法，包括仪器主体，所述仪器主体的底端活动设置有球状反射体，基于摩擦力，所述球状反射体相对人体移动时同步滚动，滚动方向和距离与移动同步，所述球状反射体的表面设置有若干等距分布的特征反光点，其特征在于，包括步骤：

控制所述球状反射体沿人体背部的脊柱中线滚动；

控制设置在所述仪器主体内的光源向所述球状反射体发射光线；

通过光学图像感应器接收反射光线，并成像为一系列具有与所述特征反光点对应的特征光斑的帧图像；

根据获得的一系列具有特征光斑的帧图像，计算所述球状反射体的滚动方向和轨迹，进而获得所述脊柱中线的二维空间曲线。

7.根据权利要求6所述的一种脊柱侧弯测量方法，其特征在于，还包括步骤：

通过地磁角度测量模块测量所述仪器主体沿所述脊柱中线移动时的航向角和俯仰角；

将测得的所述航向角和俯仰角按照时钟与所述二维空间曲线相匹配，获得所述脊柱中线的三维空间曲线。

8.根据权利要求6所述的一种脊柱侧弯测量方法，其特征在于，所述的控制所述球状反射体沿人体背部的脊柱中线滚动，还包括：

将设置在所述仪器主体底端两侧的转向角平衡支架分别贴合于脊柱中心两侧的肌肉高点，并进行移动。

9.根据权利要求7所述的一种脊柱侧弯测量方法，其特征在于，所述的将测得的所述航向角和俯仰角按照时钟与所述二维空间曲线相匹配，获得所述脊柱中线的三维空间曲线，具体包括：

获得所述二维空间曲线上的各点坐标；

将测得的所述航向角和俯仰角按照时钟与各点坐标相匹配，获得一系列具有航向角和俯仰角角度矢量的坐标；

通过空间几何变换，用俯仰角计算各点坐标的空间坐标偏移量，获得所述脊柱中线的三维空间曲线，所述三维空间曲线上每一点均具有航向角矢量特征。

10.根据权利要求7-9任一所述的一种脊柱侧弯测量方法，其特征在于，所述的获得所述脊柱中线的三维空间曲线之后，还包括：

根据所述三维空间曲线计算脊柱侧弯的Cobb角。