[实用新型]一种基于足底压力的无线步态测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及康复诊疗仪器，尤其涉及一种基于足底压力的无线步态测量仪，主要适用于针对行走能力减弱或失去行走能力患者的康复治疗前期的病情评估、为制订康复训练计划提供依据，对康复训练过程中或者训练结束后的效果评估及糖尿病病情早期检查。 

背景技术

由于生活环境的变化和人们饮食习惯，脑卒中(俗称中风)等心脑血管病的发病率很高，虽然随着当今医疗技术的提高，中风的死亡率有所下降，但是，那些存活下来的患者中，仍然有大约70％的患者存在不同程度的偏瘫等肢体运动功能障碍，其中30％的患者以后只能与轮椅为伴，而且中风患者中有25％～30％在5年内会复发。此外，由于早产或难产所造成的脑瘫儿童约占出生儿童的0.5％，这些脑瘫痪疾的儿童通常也不具备正常的行走能力，他们很可能终生与轮椅、拐杖为伴，可能永远也没有机会像其他小孩那样，享受生活，接受教育了。在本世纪初，康复医学的研究表明，大部分的患者在得到正确的康复训练之后，还是可以恢复本来的行走能力的，现只是需要根据每位患者个体的具体情况制订有效的康复训练计划，而这种训练计划的制定和实施又是建立在对患者个体本身的一些特征的检测和观察的基础上的，比如患者行走的步态以及足底的压力分布等。 

传统步态测量仪采用足底刚性传感器阵列式的排布方式，需要数以千计的压力传感器，数据量大，导致采样率低，价格高昂且使用面窄，灵活性差，舒适度不佳；测量仪与PC机显示之间的信号传输方式，一个是采用是物理电缆的传输方式，另一个是将患者在测试过程中的数据保存在存储器中，待测试完毕，PC机再从存储器中读取患者的步态数据。前者采用物理电缆束缚了患者的自由，严重干扰了被测个体，这样所测数据也是不准确的，而后者虽然解决了对患者的干扰问题，但是不能实时地观察患者的步态状况，PC机显示也只能简单显示步态规律的波形曲线，不利于康复医生和诊断医生从细节上详细了解分析病人状态。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术之不足，提供了一种基于足底压力的无线步态测量仪，用于检测患者行走时足底压力分布，为康复训练医生提供定量的步态测量数据，医生则可以根据这些测得的数据制订最适合患者个体的训练计划，帮组他们更快恢复到正常人的行走能力。 

本实用新型采用以下技术方案：一种基于足底压力的无线步态测量仪，足底左右鞋垫内均设有压力传感器，其特征在于：采用薄膜压阻型压力传感器放置在左右两只鞋垫内的足底压力点，鞋垫为三层结构，顶层和底层均为纤维层，薄膜压阻型压力传感器紧贴于底层之上放置固定，薄膜压阻型压力传感器通过柔软凸点与顶层纤维连接固定，薄膜压阻型压力传感器将获得的与压力对应的电阻信号传输给与左右鞋垫压力传感器对应的两个信号处理发射器分别包含的电阻-电压转换电路、滤波电路后输出给两个对应的微处理器分别进行AD转换，将任一脚微处理器AD转换后的数据帧格式打包，以蓝牙的方式发送给另一脚的信号处理发射器，将两脚所采集的数据合并成数据包一起发送给接收器，接收器将左右脚数据通过USB传输给PC机，PC机由定时器触发读取数据，将数据包解包，通过软件进行信号处理以及三维显示。 

所说鞋垫内的足底压力点系参照正常人行走和站立时的足底压力分布点，左右鞋垫内可各设置10个对应足底压力分布点的薄膜压阻型压力传感器，左右鞋垫对称布置。 

可在两个信号处理发射器中各设置3片四运放LM324AD的二十路传感器信号输入的运算电路，实现压力-电压变化的转换，再由LM324AD构成二阶低通滤波器，对信号进行滤波调理后送入信号处理发射器中的微处理器STM32F103对信号进行AD转换、数据的前期预处理、蓝牙传输数据包的打包和驱动蓝牙收发模块将数据发送给接收器，接收器通过USB将数据传输给PC机，PC机软件采用在MFC框架下结合美国国家仪器所提供的NI measurement studio一组控件编写的软件，对左右脚二十路压力信号进行三维立体显示、波形显示并存储。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点： 

1)本实用新型摈弃了传统的刚性传感器阵列式的排布方式，在足底选取具有代表性的点来布置传感器，大大减少传感器的数量，在不失有效数据的前提下提高了采样率，提升了系统的可靠性，也使得成本大为降低。且由于选择了对人体来说更加舒适的柔性压力触觉传感器，整个鞋垫也呈柔性，使用方便舒适，所测得数据也更加真实。