[发明专利]一种测量脊柱形态的测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量脊柱形态的测量仪，属于辅助医疗测量领域。

背景技术

脊柱畸形，即脊柱的冠状位和矢状位偏离正常位置发生形态上的异常，脊柱畸形的表现形式有两种，分别是脊柱侧弯即冠状位的弯曲，和脊柱后凸即矢状位的弯曲。脊柱侧弯的外观表现为，从正面看出双肩不等高或从后面看到后背左右不平。根据资料显示，青少年特发性脊柱侧弯发病率高达0.47-5.2%，其中80%为10到20度小侧弯。脊柱畸形会影响心肺发育，腰背疼痛，甚至导致躯干失去平衡。

目前较为常见的治疗脊柱畸形的方法为手术治疗和保守治疗，保守治疗又可以分为支具治疗和观察治疗。医学对于手术的标准，多数学者认为Cobb角在45˚以上需要手术治疗，Cobb角位于25˚到45˚之间的患者，则可以选择支具治疗，Cobb角小于25˚的患者只需要进行观察治疗。得出Cobb角的方法主要通过CT（即X线）和MRI的重建来分析，使用X线片，患者需要接受前屈后伸位、胸椎和腰椎的正侧位共计8次的X线暴光拍摄，这些暴光给人体带来的伤害难以估计，而且脊柱上的各个节段椎间角的测量也非常麻烦。CT辐射属于电离辐射，能够破坏人体内的DNA，当破坏的量累计到一定程度，人体患癌症的概率就大大增加。这些测量方式都或多或少地存在影响人体健康、仪器携带不方便，费用高、需要预约、照片不客观等缺陷。

脊柱科医生想寻求一种不基于X线得出人体脊柱Cobb角的测量仪，了解到姿态传感器可以得出空间位置的参数，如果使姿态传感器贴着脊柱形态运动，将得出的数据换算成Cobb角即可。

目前，国外脊柱测量的产品主要有两种，包括SpineScan和SpinalMouse。其中SpineScan只能单次测量脊柱侧弯或者后凸的Cobb角，SpinalMouse只能测量脊柱侧弯的Cobb角，而且携带不是很方便。国内的脊柱测量仪的发明都是以外部机械式为主，比如，一种人体脊柱侧凸测量仪，以刻度尺、管道、不锈钢珠和硅胶塞组成的机械式脊柱测量仪。因此，亟需设计一种测量脊柱形态的测量仪，能够实时医生可以通过非X线方法得出患者的脊柱Cobb角，并且能够同时测量和显示脊柱的侧弯和后凸的Cobb角。

发明内容

本发明旨在解决脊柱形态评估依赖X线的问题，提供一种接触式的测量脊柱形态的测量仪，该测量仪按照指定的操作规范，沿着人体脊柱线切线方向滑动，可以在显示屏上读取到脊柱的侧弯Cobb角和后凸Cobb角，为医生的治疗提供了判断依据。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种测量脊柱形态的测量仪，包括一个测量仪本体和内置于测量仪本体内的测量系统，所述测量仪本体包括底座、左支撑架、右支撑架、OLED显示屏幕、自锁按钮以及测量系统的电路安装盒；所述底座直接与人体背部接触，底座前端上表面的凹槽便于测量者的手指的握持，测量者沿着凹槽手持测量仪进行测量；所述底座的底部前端凹槽和底部后端凹槽将沿着脊柱线划动，便于精准测量脊柱形态；所述左支撑架和右支撑架分别固定在底座的两侧；所述电路安装盒固定于左支撑架和右支撑架的上端平面上；所述自锁按钮用六角螺母固定于电路安装盒的左侧；所述OLED显示屏幕安放于电路安装盒的上表面。

所述底座作为整个测量仪的基底，用于在人体背部滑动和固定操作者的手持方式；左右支撑架用于连接和固定测量系统的电路安装盒；所述自锁按钮用于控制测量仪的测量和显示；所述OLED显示屏幕用于显示Cobb角信息。

进一步地，所述测量系统由电源模块、脊柱姿态传感器模块、显示模块和微型控制器连接无线通信模块构成；所述电源模块，用于测量仪的各模块供电；所述脊柱姿态传感器模块，用于采集脊柱的姿态信息，包括偏航角和俯仰角，并将采集到的信息发送到微型控制器；所述微型控制器，用于接收脊柱姿态传感器模块的数据，将采集到的偏航角和俯仰角通过大小的比较算法，得出正倾斜和负倾斜的最大角，两个角度相加计算成Cobb角参数，最后将数据发送到显示模块；所述显示模块，用于接收微型控制器发送的显示参数，并将参数显示；所述无线通信模块，用于将患者脊柱姿态的俯仰角、偏航角和脊柱距离信息发送上位信息处理单元。

进一步地，所述微型控制器采用AVR单片机。

进一步地，所述无线通讯模块采用WIFI模块或蓝牙模块。

进一步地，所述脊柱姿态传感器模块为6轴姿态传感器，包括3轴加速度计和3轴陀螺仪，用于采集患者脊柱点的俯仰角和偏航角。

进一步地，所述显示模块包括OLED显示屏幕，显示出用于姿态评估的Cobb角的数据。