專利名稱：步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及臨床康復(fù)助行裝置的動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測，尤其是步行器的動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測。應(yīng)用于相關(guān)輔助器械的有效使用指導(dǎo)與康復(fù)效果評價領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
步行器是用于臨床康復(fù)的一種重要的助行裝置，可提供行走障礙患者外在的機械支持和減少下肢的荷重，如圖2所示。近年來的使用率呈顯著上升趨勢。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計顯示，美國的步行器使用者在九十年代初就已超過170萬人，且每年平均有近2萬件的外傷事故涉及到步行器的使用，其中最常見的損傷就是髖骨骨折和上肢損傷。按此估計，全世界每年的新增步行器致傷病例當在60萬以上。我國雖然尚無具體的統(tǒng)計數(shù)字，但步行器使用者早已被公認為一個亟需關(guān)注和照顧的特殊社會群體。
了解步行器使用過程中的動力學(xué)狀況，尤其是實時鑒別其不同階段的動力訴求，可以驗證與疲勞有關(guān)的肌肉震顫發(fā)作危險區(qū)間，量化使用者的行走質(zhì)量，在步態(tài)訓(xùn)練和日常生活中減少步行器使用風(fēng)險。另外，由于使用者存在的不同步態(tài)畸形(例如脛腓骨骨折、截肢手術(shù)、輕偏癱、偏癱和腦癱)會導(dǎo)致不同的步行器使用模式，也需要動力學(xué)研究有針對性地加以甄別，以了解使用者的不同需求，在步行器的結(jié)構(gòu)再設(shè)計中加以考慮。
柄反作用矢量(Handle reaction vector，HRV)是目前有關(guān)步行器助行較為常用的動力學(xué)參數(shù)指標。它是將助行過程中使用者對步行器的作用合成簡化為集中載荷，用位于步行器手柄中點橫截面形心處的兩個力學(xué)矢量來表示，其在不同方向上的分量可以分別表征使用者借助步行器所獲得的力推進，力平衡和力支持水平，如圖2所示。自1996年HRV概念提出以來，已經(jīng)陸續(xù)有來自英、德、美多個課題小組開展了對HRV的檢測研究，方法都采用將應(yīng)變片電橋直接安裝在步行器手柄表面進行測量。這種情況下，由于測量位置集中在手柄表面，應(yīng)變片極易受到使用者手溫和手濕的影響，導(dǎo)致測量精度的下降；另外，手柄上應(yīng)變片的粘貼也會給使用者帶來手握動作的不適和心理的某些暗示恐懼，從而影響其正常的步態(tài)，給后續(xù)基于動力學(xué)的步態(tài)分析引入不可知的錯誤因子。鑒于此，有必要開發(fā)了一套新型的步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，準確實時地鑒別其動力訴求，量化行走質(zhì)量，減少步行器使用風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能量化行走質(zhì)量、減少步行器使用風(fēng)險的步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，它在不影響使用者正常助行過程的前提下，能夠準確實時地鑒別其動力訴求，為步行器的有效使用指導(dǎo)及助行效果的可靠評價提供幫助。
為解決上述技術(shù)問題是，本發(fā)明的步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，包括步行器以及設(shè)置在步行器上的應(yīng)變片。所述的應(yīng)變片為12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)，用于間接提取HRV信息，它設(shè)置在所述步行器框架上手柄以外的位置；所述12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)連接有放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和計算機；所述12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)的輸出模擬信號經(jīng)放大電路放大后輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將上述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出至計算機。
所述的計算機存儲有Labview數(shù)據(jù)采集軟件(基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集軟件，Labview的正式中文全稱為“虛擬儀器”)和GUI數(shù)據(jù)處理軟件(基于圖形用戶界面的數(shù)據(jù)處理軟件，GUI的正式中文全稱為“圖形用戶界面”)，所述計算機運行Labview數(shù)據(jù)采集軟件時執(zhí)行如下步驟采集通道設(shè)定，采集長度設(shè)定，采集頻率設(shè)定，采集數(shù)據(jù)，文本存儲和示波板監(jiān)視；所述計算機運行GUI數(shù)據(jù)處理軟件時執(zhí)行如下步驟患者資料輸入，選定待處理的數(shù)據(jù)文件，初始化，HRV計算，存儲、顯示、重復(fù)計算和清理輸入，重復(fù)計算后返回“選定待處理的數(shù)據(jù)文件”步驟，清理輸入后返回“患者資料輸入”步驟。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(一)采用安裝在步行器框架上的12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)來間接提取HRV信息，避開手柄，從而最大程度地消除測量過程對使用者行走步態(tài)的影響，保證測量手段與測量數(shù)據(jù)間的相互獨立性，提高測量結(jié)果的精度和可靠性；(二)可在相關(guān)輔助器械的有效使用指導(dǎo)與康復(fù)效果評價領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是HRV定義示意圖；圖3是12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)位置圖；圖4是機前盒結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是基于GUI的數(shù)據(jù)處理界面；圖6是基于虛擬儀器(Labview)的數(shù)據(jù)采集軟件流程圖；圖7是基于圖形用戶界面(GUI)的數(shù)據(jù)處理軟件流程圖。
附圖標記1是電話線束 2是220v電源線 3是68針接口 4是電源開關(guān) 5是電源指示燈具體實施方式
以下結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作詳細說明。
如圖1所示，本發(fā)明的步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，包括步行器以及設(shè)置在步行器上的應(yīng)變片。所述的應(yīng)變片為12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)，用于間接提取HRV信息，它設(shè)置在所述步行器框架上手柄以外的位置；所述12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)連接有放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和計算機；所述12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)的輸出模擬信號經(jīng)放大電路放大后輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將上述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出至計算機。所述的計算機存儲有Labview數(shù)據(jù)采集軟件和GUI數(shù)據(jù)處理軟件。
本發(fā)明以安裝在步行器框架上的12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，設(shè)計了相應(yīng)的硬件和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括傳感器件、放大電路、穩(wěn)壓電源以及模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置四部分組成，軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和處理兩部分組成。
使用者在步行器助行過程中所施加的HRV會首先通過安裝在步行器上的傳感器件轉(zhuǎn)化為電壓信號。本實施例中采用的傳感器件是日本Tokyo Sokki Kenkyujo公司生產(chǎn)的350歐姆，F(xiàn)LA-2系列應(yīng)變片。從長期穩(wěn)定性考慮，應(yīng)變片粘貼采用的是環(huán)氧類，而非氰基丙烯酸鹽類粘合劑。應(yīng)變片采用彎曲模式。傳感器件與后續(xù)放大電路之間通過4線芯的數(shù)據(jù)傳輸線纜(選用普通電話線)連接，其中2線芯用于電源供給，2線芯用于信號輸出。本實施例中采用的放大電路的核心芯片是RS846-171。由于應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)的信號輸出往往要小于毫伏級，而其常規(guī)測量的共模電壓卻至少在伏級以上，根本無法滿足后續(xù)數(shù)據(jù)采集的要求，必須要進行必要的放大和共模抑制。RS846-171是低噪聲、低漂移、高可靠性和線性的放大器芯片，采用24管腳的封裝，直流電供給。它可以通過消去共模電壓的方式克服共模抑制，具體的工作原理是依靠調(diào)整Wheatstone電橋電源供給負端電壓的大小，使得信號在其輸出負端電壓恒為零，而對于一個對稱電橋，此時的電源供給正負端電壓的大小相等、極性相反，因此也就取得輸出信號的零共模電壓。至于輸出信號的放大功能是通過RS846-171的外圍電路來實現(xiàn)的。其中信號放大實際選用1000倍。發(fā)明中采用的穩(wěn)壓電源大小為±12V?？紤]到使用的方便，穩(wěn)壓電源采用外接AC220V進行轉(zhuǎn)換產(chǎn)生。AC220V陸續(xù)經(jīng)過12V變壓器變壓，二極管橋路整流和7812/7912穩(wěn)壓三個過程，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合的穩(wěn)定電壓信號供給系統(tǒng)的放大電路。本實施例中采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括I/O連接板(I/O Connector Blocks)和多功能數(shù)據(jù)采集卡(DAQ Card)兩部分組成。I/O連接板采用的是CB-68LPR，它內(nèi)含68針公口，可以為DAQ提供符合規(guī)格的低噪聲I/O信號輸出。多功能數(shù)據(jù)采集卡采用的是NI 6024E，它具有16路單端/8路差分模擬輸入，12位精度，200KS/s采樣率，200KS/s磁盤寫入速度，±0.05到±10V輸入范圍，最多兩路12位模擬輸出，最多32條數(shù)字I/O線，兩路24位計數(shù)器/定時器，完全可以滿足實際測量要求。另外，I/O連接板和多功能數(shù)據(jù)采集卡間的數(shù)據(jù)傳輸采用的是PSHR68-68屏蔽線纜。數(shù)據(jù)采集軟件是基于Labview建立起來的，其中數(shù)據(jù)通過I/O 1～12通道讀入，采樣長度和采樣頻率可通過計算機調(diào)整，發(fā)明實際采用的是600點和10Hz。數(shù)據(jù)采集后通過軟件接口送至GUI數(shù)據(jù)處理軟件進行處理、顯示和存儲，同時有關(guān)使用者的個人資料信息也可利用該軟件的圖形用戶界面數(shù)據(jù)處理界面進行錄入，方便臨床數(shù)據(jù)庫的建立和整合。
本發(fā)明要點在于應(yīng)變片電橋的有限元法定位；多導(dǎo)聯(lián)信號的冗余-優(yōu)化處理方法；機前盒的設(shè)計；基于GUI的數(shù)據(jù)處理界面；系統(tǒng)的靜態(tài)標定等技術(shù)環(huán)節(jié)。
應(yīng)變片電橋的有限元法定位在監(jiān)測過程中，HRV總共有六種未知量，即步行器每只手柄各x，y，z三個方向分量(左手Flx，F(xiàn)ly，F(xiàn)lz；右手Frx，F(xiàn)ry，F(xiàn)rz)，要求被系統(tǒng)測得，因此需要在一架標準兩輪步行器兩側(cè)框架梁各安裝六套應(yīng)變片電橋，見圖3。電橋具體的安裝位置是由對步行器框架進行的結(jié)構(gòu)力學(xué)有限元分析(FEA)結(jié)果決定的。由于步行器框架在不同方向分量力作用下會產(chǎn)生不同的形變效果，電橋都是被安排在相關(guān)力學(xué)分量作用下的框架相對最大形變位置以取得最可靠的結(jié)果。其中，B-1和B-2、B-7和B-8分別對應(yīng)于x向的兩個分量，B-3和B-4、B-5和B-6分別對應(yīng)于y向的兩個分量，B-9和B-10、B-11和B-12分別對應(yīng)于z向的兩個分量。另外，根據(jù)所測力學(xué)分量所引發(fā)彎距方向的不同，電橋粘貼位置還需對應(yīng)于梁管的相應(yīng)變形側(cè)面。
多導(dǎo)聯(lián)信號的冗余-優(yōu)化處理方法本發(fā)明中，針對HRV的單一方向力采用兩套電橋的設(shè)計屬于一種冗余測量。這其中冗余的一套電橋?qū)τ跍p少被測力的非線性和交互干擾是非常必要的。從理論上講，一套應(yīng)變片電橋的輸出信號與對應(yīng)的某一方向分量力應(yīng)呈線性關(guān)系。但實際上，這種線性關(guān)系并不理想，而且不同分量力之間會產(chǎn)生較大交互干擾。為了解決這個問題，設(shè)計中采用了“冗余-優(yōu)化”方法。其優(yōu)勢在于1)通過增大有效信息量的方法最大程度地減輕了輸出關(guān)系的非線性化；2)將不同導(dǎo)聯(lián)的輸出之間建立起了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，產(chǎn)生了一個綜合平衡結(jié)果，減少了方向分量力之間的交互干擾。具體說來，本研究中冗余的測量信息可以有效補充電橋輸出因各種偶然因素，如作用力中心微移，所帶來的非線性化。另外，這兩套電橋(主要，靈敏度權(quán)重值較高)和其他十套電橋(參考，靈敏度權(quán)重值較低)在此方向校準過程中會被視為一個整體網(wǎng)絡(luò)來考慮。標定后，系統(tǒng)的原始靈敏度系數(shù)矩陣[SM]將是一個12×6的超定矩陣，而非6×6的方陣。再對[SM]進行轉(zhuǎn)置求[SM]-1的時候，實際上也就是針對一個超定方程優(yōu)化求解過程，最終得到的就是一個平衡了所有信息的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)果，這也大大減少了各方向力之間的交互干擾。
機前盒的設(shè)計為方便測量和提高系統(tǒng)的可攜性，本發(fā)明把除粘貼在步行器上的傳感器件和附著在計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡在外的所有硬件裝置都安裝在一個機前盒里，見圖4，1是電話線束，2是220v電源線，3是68針接口，4是電源開關(guān)，5是電源指示燈。機前盒只保留一個數(shù)據(jù)輸入口，一個數(shù)據(jù)輸出口和一個電源輸入口?？紤]到每個應(yīng)變片電橋和其后續(xù)放大電路之間是通過電話線連接的，因此機前盒的數(shù)據(jù)輸入口實際上就是由12根電話線接口組成的。數(shù)據(jù)輸出口是I/O連接板的68針公口，為PSHR68-68屏蔽線纜接駁用。電源輸入口是預(yù)留一個AC220V的三相插頭。另外，機前盒還設(shè)有一個電源開關(guān)和一個電源指示燈，可以便于實際操作。如此一來，整個步行器測力硬件系統(tǒng)就可以簡化為三個主要實體構(gòu)件步行器(含應(yīng)變片)、機前盒和計算機(含采集卡)，其中這里的步行器與一般步行器的區(qū)別只是在于框架表面附著了些微小的應(yīng)變片和引出了些細線纜，從外形和重量來說幾乎沒有變化，因而也不會影響到使用者的正常步態(tài)。
軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和處理兩部分組成。如圖6所示，計算機運行Labview數(shù)據(jù)采集軟件時執(zhí)行如下步驟采集通道設(shè)定，采集長度設(shè)定，采集頻率設(shè)定，采集數(shù)據(jù)，文本存儲和示波板監(jiān)視。如圖7所示，計算機運行GUI數(shù)據(jù)處理軟件時執(zhí)行如下步驟患者資料輸入，選定待處理的數(shù)據(jù)文件，初始化，HRV計算，存儲、顯示、重復(fù)計算和清理輸入，重復(fù)計算后返回“選定待處理的數(shù)據(jù)文件”步驟，清理輸入后返回“患者資料輸入”步驟。
基于GUI的數(shù)據(jù)處理界面考慮到監(jiān)測數(shù)據(jù)和臨床資料處理的方便，本發(fā)明設(shè)計建立了基于GUI的數(shù)據(jù)處理界面，見圖5。界面內(nèi)的選項共有四大類組成，分別是文本輸入選項名字(Name)，年齡(Age)，以cm為單位的身高(Height)和以kg為單位的體重(Weight)。
菜單下拉選項性別(Sex)，下拉內(nèi)選項包括男(Male)、女(Female)，默認/顯示項為男(Male)，刺激側(cè)(Side)，下拉內(nèi)選項包括兩側(cè)(Both)、左側(cè)(Left)、右側(cè)(Right)、無(Nil)，默認/顯示項為兩側(cè)(Both)。
圖形彈出選項包括 三個按鈕，可以分別顯示HRV的各項結(jié)果。
一般功能選項包括 和 五個按鈕，這些都是和處理有關(guān)的功能選項。前三個分別是打開、初始化和存儲數(shù)據(jù)程序，后兩個分別是重復(fù)計算和清理文本輸入。
系統(tǒng)的靜態(tài)標定系統(tǒng)靜態(tài)標定過程中，已知標準重量沿HRV各分量方向被逐步施加到步行器手柄上，通過相應(yīng)的輸出信號計算得到系統(tǒng)的靈敏度系數(shù)矩陣。
系統(tǒng)靈敏度系數(shù)矩陣與輸出電壓，施加HRV負載的線性關(guān)系可用下式表示[V]＝[SM][F](1)這里[V]是代表輸出電壓的列向量，[F]是代表HRV負載列向量，靈敏度系數(shù)矩陣[SM]把這二者聯(lián)系起來。由(1)式看出，標定時的靈敏度系數(shù)矩陣可由下式解得[SM]＝[Flx./Vlx，F(xiàn)ly./Vly，...，F(xiàn)rz./Vrz](2)這里Flx./Vlx，F(xiàn)ly./Vly，F(xiàn)lz./Vlz分別是左手x，y，z方向分量力作用下靈敏度系數(shù)列向量，F(xiàn)rx./Vrx，F(xiàn)ry./Vry，F(xiàn)rz./Vrz是右手x，y，z方向分量力作用下靈敏度系數(shù)列向量。這樣，隨著[SM]的確定，所有施加到手柄上的合力HRV矢量就都可從下式推出[F]＝[SM]-1[V](3)需要注意，系統(tǒng)的初始化測量對于標定結(jié)果的獲取是十分必要的。因為受到溫度，濕度等外界環(huán)境的影響，應(yīng)變片電橋輸出即使在空載時也不會維持一個固定值。因此在標定之前，必須要進行系統(tǒng)初始化，得到當時當?shù)乜蛰d的系統(tǒng)輸出值。在后續(xù)進行數(shù)據(jù)處理過程中，正式測量值要減去空載值以消除環(huán)境影響，正確反映行走過程中HRV的變化。
誤差校驗實驗為了考查本發(fā)明在力學(xué)監(jiān)測方面的可靠性和可行性，進行了相關(guān)的誤差校驗實驗，其中包括系統(tǒng)的非線性、交叉干擾和力學(xué)精度檢驗。
非線性檢驗系統(tǒng)的非線性檢驗是運用多軸框架和一系列標準重量來進行的。HRV單方向分量力被施加到步行器手柄上。x，y和z向量程范圍分別是20，20和80kg，單次5kg的負重從0到滿量程逐步增加，再逐步遞減至0。這樣介于0和滿量程之間，每個等值測試點都會有加載和卸載的兩個測量值。這二者之間的差值取最大，代入下式就可以得到非線性誤差El=|DmaxFful|×100%---(4)]]>這里Dmax是測量到的加載卸載的最大差值，F(xiàn)full是量程范圍。
表1給出的是系統(tǒng)非線性誤差值，最大的非線性誤差出現(xiàn)在Flx分量力方向上，為2.901％，最小的非線性誤差出現(xiàn)在Fly分量力方向上，為0.615％。
交叉干擾檢驗在系統(tǒng)的交叉干擾檢驗過程中，當每個HRV單方向分量力被施加到步行器手柄上時，根據(jù)測得的電信號輸出值和標定后的系統(tǒng)靈敏度系數(shù)矩陣，在其它5個分量方向上都可以計算出相應(yīng)的偽輸出力。交叉干擾誤差就可以按照下式來計算CTi-j=|FiFj|×100%---(5)]]>這里Fi是系統(tǒng)在i方向上的偽輸出，F(xiàn)j是施加在j方向上的測試分量。
表2給出的是系統(tǒng)交互干擾值，最大的交互干擾出現(xiàn)在施加Flz分量力時對Frz分量力的干擾，為3.188％，其次為施加Frz分量力時對Flz分量力的干擾，為3.034％。
力學(xué)精度檢驗系統(tǒng)力學(xué)精度的檢驗是依靠分別施加八個方向的負載來進行的。這八個方向是按照已建立起的笛卡爾直角坐標系的三坐標軸對全部實驗空間來劃分的。前面用到的一系列標準重量被作為參考負載。運用多軸框架將參考負載分別按這八個方向加載到步行器手柄上。通過校準公式，相應(yīng)的電壓信號會轉(zhuǎn)化為每個手柄上的力輸出Fx，F(xiàn)y和Fz。
任意方向的力輸出幅值大小可以按照下式計算Fr=Fx2+Fy2+Fz2---(6)]]>系統(tǒng)的力學(xué)精度誤差可以按照下式計算Ef=|Fr-FlcFlc|×100%---(7)]]>這里Flc是標準重量施加的參考負載。
表3給出的是系統(tǒng)八方向力學(xué)精度值，最大的力學(xué)精度誤差出現(xiàn)在左手(-Fx，-Fy，+Fz)這個方向空間里，為1.01％。
誤差校驗實驗結(jié)果顯示本發(fā)明的測力非線性度小于2.901％，交互干擾小于3.2％，精確度好于1.01％，完全可以達到研究中步行器助行動力學(xué)參數(shù)HRV的監(jiān)測要求。另外，本發(fā)明具有準確實時、方便可行的特點，還能在保證使用者正常步行器行走訓(xùn)練的同時實施HRV監(jiān)測功能，量化行走質(zhì)量，減少步行器使用風(fēng)險，并為未來臨床康復(fù)中的助行動力學(xué)研究和步行器的生物力學(xué)再設(shè)計方案提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
本發(fā)明提的步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測方法，在不影響使用者正常助行過程的前提下，能夠準確實時地鑒別其動力訴求，量化行走質(zhì)量，減少步行器使用風(fēng)險。該項發(fā)明可為步行器的有效使用指導(dǎo)及助行效果的可靠評價提供幫助，并獲得可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。最佳實施方案擬采用專利轉(zhuǎn)讓、技術(shù)合作或產(chǎn)品開發(fā)。
表1.非線性誤差

表2.交互干擾

表3.八方向力學(xué)精度

權(quán)利要求
1.一種步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，包括步行器以及設(shè)置在步行器上的應(yīng)變片，其特征是，所述的應(yīng)變片為12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)，用于間接提取HRV信息，它設(shè)置在所述步行器框架上手柄以外的位置；所述12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)連接有放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和計算機；所述12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)的輸出模擬信號經(jīng)放大電路放大后輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將上述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出至計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，其特征是，所述的計算機存儲有Labview數(shù)據(jù)采集軟件和GUI數(shù)據(jù)處理軟件，所述計算機運行Labview數(shù)據(jù)采集軟件時執(zhí)行如下步驟采集通道設(shè)定，采集長度設(shè)定，采集頻率設(shè)定，采集數(shù)據(jù)，文本存儲和示波板監(jiān)視；所述計算機運行GUI數(shù)據(jù)處理軟件時執(zhí)行如下步驟患者資料輸入，選定待處理的數(shù)據(jù)文件，初始化，HRV計算，存儲、顯示、重復(fù)計算和清理輸入，重復(fù)計算后返回“選定待處理的數(shù)據(jù)文件”步驟，清理輸入后返回“患者資料輸入”步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種步行器助行動力學(xué)參數(shù)監(jiān)測裝置，包括步行器以及設(shè)置在步行器上的應(yīng)變片。應(yīng)變片為12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)，用于間接提取HRV信息，它設(shè)置在所述步行器框架上手柄以外的位置；12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)連接有放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和計算機；12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)的輸出模擬信號經(jīng)放大電路放大后輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將上述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出至計算機。計算機存儲有Labview數(shù)據(jù)采集軟件和GUI數(shù)據(jù)處理軟件。本發(fā)明采用安裝在步行器框架上的12導(dǎo)聯(lián)應(yīng)變片電橋網(wǎng)絡(luò)來間接提取HRV信息，避開手柄，從而最大程度地消除測量過程對使用者行走步態(tài)的影響，保證測量手段與測量數(shù)據(jù)間的相互獨立性，提高測量結(jié)果的精度和可靠性。
文檔編號G06F17/00GK1729955SQ20051001457
公開日2006年2月8日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者明東, 萬柏坤 申請人:天津大學(xué)