專利名稱：運動功能分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種運動功能分析儀，特別是基于生物電阻抗法來進行人體成分測量及基于人體運動中的生物力學某些特征進行運動功能分析的設備。
背景技術：
人體主要是由水、脂肪、蛋白質(zhì)(肌肉)、無機物(骨骼)四種成分組成的，定量測量各種成分被稱為人體成分分析。20世紀60年代以后，體成分的研究在人體生物學、人體營養(yǎng)學和醫(yī)學領域里有了快速的發(fā)展。在體成分方法學的研究中，出現(xiàn)了許多與傳統(tǒng)方法截然不同的新的測量方法，例如稀釋法、生物電阻抗和中子活化等技術都是在物理和化學的基本原理上發(fā)展而來的。在生物范疇內(nèi)對體成分的研究包括生長發(fā)育、懷孕、哺乳、年齡、鍛煉和疾病等因素對體成分的影響。而且，數(shù)學和統(tǒng)計學的運用，使人們利用人體不同組分之間的關系建立了許多數(shù)學模型和推算方法。特別是近年來人群肥胖現(xiàn)象日益嚴重，人們對形體的要求越來越高，這些變化促使人體阻抗分析迅速發(fā)展，例如通過計算脂肪在體重中所占的比例被用于診斷肥胖，還被用來預測各種疾病的發(fā)展趨勢，如心血管疾病、糖尿病等。
作為測量人體成分的簡便方法之一，生物電子阻抗分析(BIA)被廣泛地應用。該生物電子阻抗分析儀是將測量阻抗的電極與轉(zhuǎn)換開關相連，測量信號通過放大電路放大、A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到一微處理器，微處理器還連接一個顯示屏及鍵盤，根據(jù)需要還可以連接一打印機做為人機接口。按照常規(guī)的生物電子阻抗分析儀的測量方法，人體成份分析基于以下一系列步驟完成的，首先通過鍵盤輸入受測人的性別、年齡、身高和體重，然后把電極粘在受測人的手上和腳上，使微弱的電流通過人體，通過帶有電子選擇開關的阻抗測量裝置分別測量人體的阻抗，基于這些測量值，人體的液體量、瘦組織、脂肪比例就被測量出來了。測量結(jié)果在顯示屏上顯示出來，根據(jù)需要可以通過打印機將測量結(jié)果打印出來。但是，目前這種儀器僅僅被用來進行人體成份分析。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本實用新型拓展了已有的生物電子阻抗分析儀的功能，提供了一種不僅可以完善分析人體成分，還可以通過測量人在測量平臺上的蹲起運動中產(chǎn)生的肌肉力量，進行人體運動功能分析的設備。
技術方案本實用新型所涉及的運動功能分析儀，包括由測量平臺、一個模擬信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器和電腦組成的測量電路、輸入鍵盤和顯示器，測量平臺經(jīng)模擬信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器連接到電腦上，其特征在于測量平臺的腳踏板下面與力傳感器的上部相聯(lián)，力傳感器的下部固接在測量平臺的底座上，導電電極固定在與力傳感器連接的腳踏板上；更進一步，力傳感器與腳踏板和測量平臺底座的連接是用螺釘連接的；有益效果本實用新型不僅可以完善分析受測人的人體成分，還可以通過受測人在測量平臺上的蹲起運動中產(chǎn)生的肌肉力量，進行受測人的人體運動功能分析。同時，力傳感器可以直接測出受測人的體重，無需受測人自己手動輸入體重信息，簡化了輸入手段。受測人只需通過鍵盤輸入自己的身高及腿長等固有數(shù)值，然后受測人的雙腳分別與一對金屬電極相連，使微弱電流流過人體，以便測量人體部分的阻抗，同時由力傳感器測量人體的體重(靜態(tài))和下蹲力(動態(tài))并將測量結(jié)果輸入到計算機中，由計算機對這些信號進行計算及分析，實現(xiàn)對人體下肢肌肉分布、全身脂肪含量、下肢肌力、膝關節(jié)功能障礙程度和活動范圍、人體股骨頸抗骨折能力及人體平衡性等運動功能進行分析的設備。


圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)的電路原理圖；圖2是本實用新型的測量平臺結(jié)構(gòu)圖；其中1是腳踏板，2是力傳感器，3是基座，4是電極，5是外殼，6是連接螺釘?shù)穆菘住?br> 具體實施方式
本實用新型所涉及的運動功能分析儀包括由測量平臺、模擬信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器和電腦組成的測量電路，輸入鍵盤及顯示器組成，見圖1。測量平臺包括測量電極和力傳感器。受測人在進行測量時，通過鍵盤輸入受測人的性別、身高、左腿長、左小腿長、右腿長、右小腿長、左股骨頸骨密度、右股骨頸骨密度，然后受測人站到測量平臺上。測量平臺有兩只腳踏板1，它們分別用于承載受測人的左腳和右腳，腳踏板1由玻璃鋼材料制造。腳踏板1上各自裝有一對導電電極4，與受測人左腳前部連接的電極為EL1，與受測人左腳后部連接的電極為EL2，與受測人右腳前部連接的電極為ER1，與受測人右腳后部連接的電極為ER2，電極EL1、EL2、ER1、ER2用于測量人體下肢阻抗。測量時受測人兩腳分別踏在對應的腳踏板電極上，測量平臺的電路板通過腳踏板導電電極輸出一微小測量電流，此電流流經(jīng)受測人雙腳并產(chǎn)生電壓降。此電流和電壓信號在電路板內(nèi)進行前置處理，處理后的信號經(jīng)A/D器轉(zhuǎn)換后送入計算機。計算機根據(jù)檢測輸出信號的大小計算出人體生物阻抗的幅值和相角。根據(jù)人體參數(shù)模型進一步分析計算出人體下肢肌肉體積及分布，以及全身脂肪含量及其沿身高的平均分布。
本實用新型所述的測量平臺如圖2所示，在測試平臺的兩個腳踏板的下面各裝有一個高精度的力傳感器2，力傳感器2的上部與腳踏板1之間用螺釘固接，力傳感器2的下部與測試平臺的基座3用螺釘固接，當受測人雙腳分別踏在腳踏板1上做靜止站立或蹲起動作時，由力傳感器測出受測人的體重及受測人左腳和右腳所受到的地面支撐力，人體施加在腳踏板上的力由力傳感器2變換成電信號，力傳感器2輸出的電信號經(jīng)模擬信號處理電路預處理后送入計算機。計算機計算出人體施加在測量平臺上的力。當受測人在測量平臺上做蹲起動作時，計算機屏幕顯示出受測人做蹲起動作過程中，下肢肌力隨時間變化的情況，根據(jù)曲線的分布，計算機分析出受測人的下肢肌力、膝關節(jié)功能障礙程度和活動范圍、人體股骨頸抗骨折能力及人體平衡性等運動功能。如果受測人需要打印曲線分布圖，可以通過外連打印機打出。
權利要求1.一種運動功能分析儀，包括由測量平臺、一個模擬信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器和電腦組成的測量電路、輸入鍵盤及顯示器，其特征在于測量平臺的腳踏板下面與力傳感器的上部相聯(lián)，力傳感器的下部固接在測量平臺的底座上，導電電極固定在與力傳感器連接的腳踏板上。
2.根據(jù)權利要求1所述的運動功能分析儀，其特征在于力傳感器與腳踏板和測量平臺底座的連接是用螺釘連接的。
專利摘要本實用新型所涉及的運動功能分析儀，包括由測量平臺、一個模擬信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器和電腦組成的測量電路、輸入鍵盤及顯示器，其特征在于測量平臺的腳踏板下面與力傳感器的上部相聯(lián)，力傳感器的下部固接在測量平臺的底座上，導電電極固定在與力傳感器連接的腳踏板上。測試時，受測人的雙腳分別與一對金屬電極相連，使微弱電流流過人體，以便測量人體部分的阻抗，同時由力傳感器測量人體的體重(靜態(tài))和下蹲力(動態(tài))并將測量結(jié)果輸入到計算機中，由計算機對這些信號進行計算及分析，實現(xiàn)對人體下肢肌力、膝關節(jié)功能障礙程度和活動范圍、人體股骨頸抗骨折能力及人體平衡性等運動功能進行分析。
文檔編號A61B5/103GK2836722SQ200520104060
公開日2006年11月15日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權日2005年8月18日
發(fā)明者孫允高, 彰俊民 申請人:北京邁達康醫(yī)療設備制造有限公司