[发明专利]腕关节康复自动评估装置

说明书

技术领域

本发明属于康复工程技术领域，是关于关节康复评估检测仪器，特别适合于腕关节残障患者康复评估。

背景技术

康复评估是康复医学中的重要组成，利用评估指标能制定出合适的康复治疗方案、评估治疗效果和康复预后等。

腕关节损伤的康复评定，最重要的测量指标是关节活动范围即关节运动时所通过的运动弧，常以度数表示。目前测量关节活动度的主要仪器是量角器，测量误差较大，且不方便，影响测量结果的因素较多。

发明内容

本发明目的是克服现有量角器测量误差较大、使用不便等缺点，利用单片机和计算机把患者腕关节转动位置传入到计算机以图形形式显示，提供一种使用简单、方便、精度较高的腕关节康复自动评估装置。

本发明第一方面是光信号传感模块(1)，由光敏管二极管矩阵构成，该矩阵按8行8列排列，共有8*8个，将腕关节遮光与否形成的光信号状态转换成电信号，用于腕关节转动时信号的光电转换。

本发明第二方面是信号采集模块(2)，由模拟开关(4)、放大器(5)，单片机(6)构成；将经光敏二极管矩阵来的电信号接入模拟开关(4)，单片机(6)控制模拟开关(4)选通，模拟开关(4)输出连接放大器(5)，单片机(6)选通放大器(5)输出端，用于将采集信号依次读入单片机。

本发明第三方面是单片机与PC机的串行通信电路接口电路(7)，将单片机串行口连接到通信接口电路和PC机(8)串行口，将存储于单片机(6)中的信号传到PC机，用于将单片机数据传输到PC机。用于腕关节转动图形的显示。

本发明第四方面由PC机(8)、数据库、VB程序构成。其中，程序用于显示腕关节转动图形；数据库用于存储腕关节位置数据供查询。

附图说明

图1、腕关节康复评估装置总框图

图2、光敏二极管矩阵电路图

图3、串行通信接口框图

图4、串行通信接口原理图

图5、PC机显示程序流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

本装置由光电传感模块(1)、信号采集模块(2)、信号传输模块(3)、腕关节转动图形显示模块(8)组成。(见附图1)

1、光电传感模块(1)：即光敏二极管矩阵(见附图2)，按8行8列排列，共有8*8个光敏二极管组成，每个光敏二极管(21)均与一电阻(22)串联，接入电源。每个光敏二极管间隔2cm。腕关节在光敏二极管矩阵上方移动时不同光线进入光敏管(21)，将腕关节遮光与否形成的光信号状态转换成二值化电信号。

2、信号采集模块(2)(见附图1)：光电传感模块(1)中的64个信号分4路经(9)、(10)、(11)、(12)分别连接16选1的模拟开关(17)、(18)、(19)、(20)；每个模拟开关输入16个信号由(1)模块中的各个电阻(22)端引出。(17)、(18)、(19)、(20)中的信号输出由单片机(6)P1口经(15)控制选通。模拟开关的(17)、(18)、(19)、(20)输出由(13)接到放大器(5)输入端，放大器(5)是电压跟随器，放大器输出电压与输入电压是相同的，输入阻抗高，而输出阻抗低；它能有效地提高带载能力的作用。放大器输出接到单片机(6)P2口，读入单片机(7)内存。编写单片机C语言程序即可将光敏二极管矩阵的64个信号依次读入单片机(7)RAM中。

3、信号传输通信模块(3)：用于将单片机(6)RAM数据发送至PC机(8)(见附图3)。串行通信芯片(7)另一面通过传输线(28)与单片机(6)串行口的发送接收端相连，另一方面与上位机(PC机)(8)串口RS232相连，外接0.1微法电容在(23)、(24)、(25)、(26)、(27)位置上(见附图4)。使单片机(6)发来的数据通过(7)的电平转换后，将数据传输至PC机(8)。单片机(6)串口设置为方式1，T1为工作模式2上，波特率为4800。

4、图形显示模块：由PC机(8)、数据库、VB程序构成。其中，程序用于显示腕关节转动图形；数据库用于存储腕关节转动角度数据供查询。程序流程见附图5。

参考文献

[1]M.C.Ferrari de Castro，A.Cliquet Jr.An artificial grasping evaluation system for the paralysed hand[J].Medical & Biological Engineering & Computing.2002.38：275-280