[发明专利]可穿戴式手功能状态监测系统及设备

说明书

本发明主要应用在医疗康复领域中对手指受伤病人的实时监测，通过全天24小时的不间断测量和采集受伤手指的压力、温度、运动姿态等数据，依据对这些数据的科学分析，有助于医生准确、及时掌握病情，确定相应的治疗方案。本发明公开了一种用于手部康复的可穿戴式手功能状态监测系统及设备，其包括：1个模拟传感器，用来测量手指伤口处的压力，实时输出相应的1路电压信号；2个数字传感器，分别用来测量受伤手指的温度、运动姿态，实时输出相应的数字信号；OLED显示电路，经内部稳压后，显示温度、压力等信息；蓝牙通信电路，将手指信息等传输至手机蓝牙串口进行数据处理和可视化显示；单片机处理器，接受各路输入信号，形成1路串行数据进行传输。

技术领域

本发明涉及一种手功能状态监测设备，特别涉及一种适用于可穿戴式手功能状态监测系统及设备，属于医疗康复领域。

背景技术

手是人类改造世界的工要工具，因而手功能的削弱会给患者和家庭带来了极大负担，常见的手伤势有：肿胀、关节僵硬、肌肉萎缩等手外伤及手指骨折。现有的监测手段是通过传统医生一对一的人工肉眼识别，而我国手功能障碍伤者数量庞大且不断增长和康复医师缺乏，无法实时及精确监测手伤口的恢复情况，这耗费了原本有限的医疗资源，既增加了成本，又达不到最佳效果。

发明内容

本发明提供一种可穿戴式手功能状态监测系统及设备，可以极大的释放现有监测过程中的医疗人力资源，并且可以实时更新受伤手指的运动姿态、压力等体征信息，完成一套完整基于嵌入式的体征监测系统，提供一种基于力和运动的人机交互方式进行康复监测，进而将这种体征数据采集装置用于手部康复训练等方面，便于伤者恢复。为达到以上目的，提供一种单通道可穿戴式手功能状态监测设备，所述设备包括蓝牙通信电路、电源控制电路、实时时钟、陀螺仪传感器、温度传感器和压力传感器，所述蓝牙通信电路可将手指信息传输至手机蓝牙串口可视化显示，所述设备的一侧设置有人机交互界面，所述人机交互界面设置有与所述设备内部通信电路相连的指示灯和OLED显示屏。

本发明所述设备所需要解决的技术问题，需要通过以下技术方案来实现：一种用于单通道可穿戴手指功能状态监测系统，其包括：

1个模拟传感器，用来检测受伤手指的压力，并实时输出相应的电压信号ADC1；

2个数字传感器，分别检测手指温度及手指关节的运动姿态，并实时输出相应的信号，提供I2C总线接口(SCL、SDA)；

实时时钟，实时更新系统时间，提供I2C总线接口；

OLED显示电路，经内部稳压后，将手指温度、压力、运动姿态、时间等信息实时显示在显示器上：

单片机处理电路，接收输入信号ADC1、I2C总线(SCL、SDA)、IMU_INT、ADC2等，并对信号进行处理，将处理后的结果传输至蓝牙模块及OLED显示器；

电源控制电路，锂电池经线性稳压后为系统各个部件供电，检测剩余电量并输出信号ADC2，支持对锂电池充电功能；

蓝牙通信电路，将手指温度、压力、运动姿态、时间等信息实时传输至手机蓝牙串口进行可视化显示。

作为上述方案的进一步改进，所述模拟传感器电路采用：DC3.3V激励，薄膜压力模拟传感器和的基准电阻串联分压，将分压信号ADC1传入单片机处理器进行采样。

作为上述方案的进一步改进，所述温度数字传感器采用LM75芯片。

作为上述方案的进一步改进，所述陀螺仪传感器使用MPU6050芯片。

作为上述方案的进一步改进，所述时钟电路使用PCF8563芯片。

作为上述方案的进一步改进，所述OLED显示电路采用稳压芯片PCF8563，SSD1306OLED显示屏，来显示系统时间、手指处的压力与温度等。