CN102740774A - 手肌肉测量装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于测量手力量和灵活性的整合系统。具体而言，整合系统允许通夹捏-过抓握测试来测量手肌肉力量，测量手内在肌力量和测试在各种灵活性测试中的性能。

Description

手肌肉测量装置

相关申请的交叉引用

本申请主张在2009年10月8日提交的名称为“TESTING MUSCULAR STRENGTH AND DEXTERITY”的美国临时专利申请No. 61/249,925的优先权，其公开以引用的方式合并到本文中。

技术领域

本发明大体而言涉及测量肌肉力量，且更特定而言涉及用于执行夹捏-抓握，内在肌力量和/或灵活性测试的装置和方法。

背景技术

存在着能在人手上执行的不同测试以获得对于各种手肌肉性能的测量。结果可以用于至少诊断目的。举例而言，医学专家在过去四十年中使用夹捏-抓握测试来评估上肢功能。夹捏-抓握测试的一个应用是允许医生客观地监视由于意外或诸如关节炎这样的使人衰弱的疾病而导致手受伤或者经历手外科手术的患者的进展。

另一常规的手肌肉测试是灵活性测试，其已用于评估手的操纵能力和总感知/认知功能。灵活性测试可帮助监视由于年老和诸如受伤或疾病这样的各种其它健康相关原因所造成的已失去把握力量和灵活性的患者的进展。

更近来，越来越关注获得手内在肌力量(IHMS)的可靠测量，不能通过夹捏-抓握和灵活性测试而适当地测量手内在肌力量(IHMS)。手内在肌对于灵活性和精确移动而言较为重要。手内在肌位于手本身内，且负责手指的平面横向移动和拇指的外展，内收和屈曲。如先前所提到的那样，手内在肌与外表肌不同，外表肌通过夹捏-抓握运动来测量。手创伤，风湿性关节炎，先天性手缺陷和多种严重的疾病病理，诸如神经疾病与手内在肌力量的减小有关。除了钝挫伤，对于诸如腕管综合征这样的疾病必需进行IHMS评估。用于测量IHMS的装置的实例在PCT申请 No. PCT/US10/28837中公开，其主张美国临时申请No. 61/164,271的优先权，其公开以引用的方式合并到本文中。

因此，夹捏-抓握，内在肌力量和灵活性测试为医学专家的适用工具。但是，目前医学专家可购买到的装置仅能且被设计用于执行一种类型的测试。即，如果医学专家想要进行夹捏-抓握测试并测量患者的IHMS，她将需要至少两种不同的装置，一种用于夹捏抓握测试且另一种用于测量IHMS。鉴于上文所述，需要一种集成装置，其能在一个系统中提供夹捏/抓握/内在肌力量和灵活性测量。

发明内容

本公开的一个目的是为了提供一种集成装置，其允许使用者对患者的手执行力量和灵活性测量的组合。

本公开的另一目的在于提供一种允许使用者可靠地测量内在肌力量的装置。

本公开的又一目的在于提供一种集成的装置，其允许经由夹捏和抓握测试和测量来测量内在肌力量和其它手肌肉力量。

本公开的又一目的在于提供一种允许测量身体中的其它肌肉（诸如在患者臂中的肌肉）的装置。

本公开的另一目的在于提供一种用来辅助患者的手或臂损伤康复/复原的装置。

本公开的又一目的在于提供力传感器系统，其能确定从力本身施加的力类型，而不是由使用者手动选择力类型。

本公开的再一目的在于提供一种灵活性测试装置，其能提供对于物体是否处于插棍孔中的传感、以及对于灵活性测试的自动定时。

为了满足上述目的，根据本公开的一方面，提供一种包括力量测试单元的装置。力量测试单元包括：力传感器；前把手，其被配置为用以接纳力传感器；第一紧固件；第二紧固件，其中第一紧固件和第二紧固件联接到力传感器；后把手，其联接到第一紧固件和第二紧固件、且定位于远离前把手一定距离处；传力构件，其联接到后把手，其中力传感器被配置为用以生成与向前把手和后把手中至少一个所施加的力相对应的一个或多个电信号；以及，处理单元，其联接到力传感器，处理单元被配置为用以确定所施加的力的测量、且用以在联接到处理单元的第一显示器上显示测量。

在某些实施例中，该装置还包括板，包括：一个或多个孔；一个或多个传感器，其联接到处理单元，一个或多个传感器被配置为用以检测所述一个或多个物体是否在一个或多个孔内、且用以响应于所述检测而生成一个或多个电信号；以及，一个或多个开口，其被配置为用以接纳力量测试单元。在某些实施例中，一个或多个传感器被配置为用以检测光子。

在某些其它实施例中，该装置还包括第二显示器，其被配置为用以与处理单元通信以至少接收并显示从处理单元传输的信息；以及数据储存单元，其被配置为用以与处理单元通信以至少接收并存储从处理单元传输的信息。

在某些另外的实施例中，该装置还包括定时单元，其联接到处理单元，定时单元被配置为用以测量在由一个或多个传感器生成的至少两个电信号之间经过的时间。

在某些实施例中，处理单元至少部分地基于向力传感器施加的力的类型来确定进行的测试的类型。且在其它实施例中，处理单元向使用者提供与由使用者施加到该装置的力相关联的信息，所述信息包括有效的力范围以允许所述使用者使施加到所述装置上的力在所述范围内最大。

根据本公开的另一方面，提供一种包括力量测试单元的装置。该测试单元包括：夹捏测试仪，包括：第一部件和第二部件，第一部件联接到第一力传感器，第二部件为不动的；内在肌测试仪，包括传力构件，传力构件被配置为用以适配在使用者手的一个或多个手指上或周围，其中传力构件联接到第一力传感器，其中第一力传感器被配置为用以生成与施加到至少夹捏测试仪的第一部件或内在肌测试仪的力相对应的一个或多个电信号；以及，处理单元，其联接到第一力传感器，处理单元被配置为用以确定所施加的力的测量、且用以在联接到处理单元的显示器上显示测量。

在某些实施例中，该装置还包括抓握测试仪，包括：前部件，其联接到第二力传感器，其中第二力传感器被配置为用以生成与施加到至少前部件的力相对应的一个或多个电信号；以及，后部件，其位于远离前部件处一定距离处，所述距离是可调整的，其中处理单元被配置为用以确定施加到至少前部件上的力的测量、且用以在显示器上显示测量。在某些实施例中，一个或多个传感器被配置为用以检测光子。

在其它实施例中，该装置还包括板，板包括：一个或多个孔；一个或多个传感器，其联接到处理单元，一个或多个传感器被配置为用以检测一个或多个物体是否在一个或多个孔内、且用以响应于所述检测而生成一个或多个电信号；以及一个或多个开口，其被配置为用以接纳力量测试单元。

在其它实施例中，该装置还包括定时单元，其联接到处理单元，定时单元被配置为用以测量在由一个或多个传感器所生成的至少两个电信号之间经过的时间。

在某些实施例中，该装置还包括数据储存单元，其联接到处理单元，数据存储单元被配置为用以存储至少一个或多个相对应的力测量。在某些实施例中，处理单元被配置为向远程位置处的接收单元传输一个或多个力测量。

根据本公开的另一方面，提供一种包括以下步骤的方法：提供具有力量测试单元的装置。该力量测试单元包括：力传感器；前把手，其被配置为用以接纳力传感器；第一紧固件；第二紧固件，其中第一紧固件和第二紧固件联接到力传感器；后把手，其联接到第一紧固件和第二紧固件、且定位于远离前把手一定距离处；传力构件，其联接到后把手，该方法还包括以下步骤：允许使用者向至少后把手施加力，所述力从后把手经由第一紧固件和第二紧固件传送到力传感器；生成对应于所施加的力的一个或多个电信号，所述一个或多个信号由所述力传感器生成；确定所施加的力的测量，所述测量由联接到第一力传感器的处理单元来确定；以及在联接到处理单元的显示器上显示该测量。

在某些实施例中，该方法还包括以下步骤：检测一个或多个物体是否在板上的一个或多个孔内，由联接到一个或多个孔的一个或多个传感器来实现所述检测；响应于所述检测生成一个或多个电信号，所述生成由所述一个或多个传感器来实现；以及由所述处理单元接收一个或多个信号，所述处理单元联接到一个或多个传感器。

在某些实施例中，该方法还包括以下步骤：提供时间戳记以指示一个或多个物体何时被插入到一个或多个孔内、或何时从一个或多个孔移除。

在某些实施例中，该方法还包括以下步骤：由处理单元至少部分地基于施加到力传感器的力类型来确定进行的测试的类型。

在某些实施例中，该方法还包括以下步骤：约束使用者的手来隔离待测试的手的部分；以及将手的隔离部分连接到传力构件；其中由使用者施加的力为在后把手上的拉力。在某些实施例中，使用者通过朝向前把手向内推后把手来施加力。

在某些实施例中，该方法还包括以下步骤：向使用者提供与所施加的力相关联的信息，该信息包括有效的力范围以允许使用者使施加到装置上的力在所述范围内最大。

前文已经相当广义地概述了本发明的特点和技术优点，以便使得可更好地理解下文本发明的详细描述。将在下文中描述本发明的额外特点和优点，其形成了本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应了解所公开的概念和具体实施例可易于用作一种用来修改或设计其它结构或执行本发明相同目的的基础。本领域技术人员还应认识到这样的等效构造并不偏离在所附权利要求中所陈述的本发明的精神和范畴。当结合附图考虑时通过下文的描述，认为是本发明的特征的关于其组织以及操作方法二者的新颖特点，以及另外的目的和优点，将会被更好地理解。

但应明确地理解，提供这些附图中每一个只是出于说明和描述目的，且并不预期为本发明的限制范围。

附图说明

为了更全面地理解本发明，现结合附图来参考以下描述，在附图中：

图1示出了根据本公开的力量和灵活性测试模块的示意图。

图2示出了根据本公开的力量和灵活性系统的示意图。

图3示出了根据本公开填装了用于灵活性测试的插棍的力量和灵活性系统的示意图。

图4示出了根据本公开用于灵活性测试的力量和灵活性系统中的凹槽插棍测试的顶视图。

图5A示出了根据本公开而适应在力量和灵活性系统中进行多种灵活性测试的插棍孔设计的顶视图。

图5B示出了根据本公开被设计成用以适应在力量和灵活性系统中进行多种灵活性测试的插棍孔的截面图。

图6示出了根据本公开用于较大徒手肌肉测试的力量和灵活性测试模块的额外附件。

图7示出了根据本公开的力量和灵活性系统的替代实施例的透视图。

图8示出了根据本公开的力量和灵活性测试的替代实施例的透视图。

图9示出了利用根据本公开的力量和灵活性测试模块的一个实施例来执行抓握力量测试的患者手的透视图。

图10示出了利用根据本公开的力量和灵活性测试模块的一个实施例执行抓握力量测试的患者手的透视图。

图11示出了利用根据本公开的力量和灵活性测试模块执行夹捏测试的患者手的透视图。

图12示出利用根据本公开的插棍约束来对小鱼际肌肉进行手内在肌测试的示范。

图13示出利用根据本公开的插棍约束来对第一骨间背侧肌进行手内在肌测试的示范。

图14示出了根据本公开利用插棍约束来对展拇短肌进行手内在肌测试的示范。

图15示出了根据本公开利用插棍约束来对于对掌拇肌进行手内在肌测试的示范。

图16示出了根据本公开用于测试力量和灵活性的流程图。

图17示出了根据本公开处理从力量和灵活性测试所得到的信号的流程图。

图18示出了根据本公开由负荷传感器从力量和灵活性测试所产生的的力图的实例。

图19示出了根据本公开用于测量灵活性的自动化方法的流程图。

图20示出了由根据本公开的力量和灵活性系统生成的时间与信号关系曲线。

图21示出了根据本公开的微处理器系统的示意图。

图22示出根据本公开使用Theraband®来执行力量和灵活性测试的方法的流程图。

图23示出了根据本公开用于康复测试的使用者介面的实例。

应了解附图无需按照比例绘制且所公开的实施例有时以图解且局部视图来说明。在某些情况下，可已经省略了对于理解所公开的方法和设备不必要的细节或者使得其它细节难以认识的细节。当然，应了解本公开并不限于本发明所说明的特定实施例。

具体实施方式

一般而言，在本文中所述的一个或多个实施方式针对于用于在手和上肢中测试肌肉力量和灵活性的装置/系统。用于测试手和上肢中的肌肉力量和灵活性的装置/系统的各种实施方式参看图1至图23更详细地描述。

图1示出了其中可合并和实践本文所述的各种技术的力量和灵活性测试模块的示意图。该示意图示出了力量和灵活性测试模块100的分解图。该力量和灵活性测试模块100可包括有眼螺栓102、夹捏测试仪的第一部件104、夹捏测试仪的第二部件106、第一力传感器108的第一负荷、显示器110、微处理器/电路板112、电池源114，第二负荷或力传感器116、负荷传感器保持器118、后把手120、第一紧固件122、第二紧固件124、锁套环126、螺钉128、前把手130和背板132。尽管力量和灵活性测试模块100被描述为具有这些部件，应当指出的是在其它实施方式中，力量和灵活性测试模块100可包括额外部件或者可不包括上文所列出的所有部件。提供下文关于力量和灵活性测试模块100的描述以用作力量和灵活性测试模块100的实例，且预期并不限制权利要求的范围。

参看图1，在一个实施方式中，力量和灵活性测试模块100可组装成使得有眼螺栓102可经由第一负荷传感器108联接到力量和灵活性测试模块100。第一负荷传感器108可在张力或压缩下受加载、且放置于力量和灵活性测试模块100底部处。在一个实施方式中，有眼螺栓102可穿过模块100的前面板而以螺纹方式拧入、且进入到第一负荷传感器108内。以此方式，牵拉有眼螺栓102可在有眼螺栓102与第一负荷传感器108之间形成张力。有眼螺栓102可经由尼龙、维可牢(Velcro)或任何其它类似的非弹性材料制成的环(未图示)而得以被拉出。该环可经由有眼螺栓102的眼而固定到有眼螺栓102上。有眼螺栓102也可联接到夹捏测试仪的第一部件104。夹捏测试仪的第一部件104可为具有螺纹的金属件，从而使得有眼螺栓102可以螺纹方式拧入到螺纹内。

参看图1，夹捏测试仪的第二部件106可为从力量和灵活性测试模块100的侧部延伸的金属件。可通过绕有眼螺栓102旋转第一部件104而调整介于第一部件104与第二部件106之间的距离。第二部件106可保持为刚性且附连到力量和灵活性测试模块100，从而使得其相对于力量和灵活性测试模块100而言是不动的。第一负荷传感器108的位置可靠近力量和灵活性测试模块100的底部以排除离轴载荷手内在肌测试、且允许该环以垂直方式而适配在患者的手指上。在此位置，第一负荷传感器108也可被配置为便于夹捏和手内在肌测试。尽管力量和灵活性测试模块100已被描述为具有有眼螺栓102，应当指出的是该有眼螺栓102可由能附连到可用于测试手中肌肉的肌肉力量的环或其它传力部件的任何物体替换。可替代地，其它实施例并不包括有眼螺栓，且环或其它传力部件直接附连到负荷或力传感器上。适用于本公开的传力部件可包括能将由受试者所生成的力传到力或负荷传感器的任何物品。

参看图1，在操作中，患者(例如，使用者)可利用一个或多个手指牵拉穿过有眼螺栓102而固定的环(未图示)以测试其手内在肌力量。这在下文中参看图9和图10进一步详细描述。响应于牵拉该环，第一负荷传感器108可生成电输出(电压)，其对应于由患者牵拉该环所施加的力。在一个实施方式中，电输出可为模拟信号。第一负荷传感器108可联接到微处理器/电路板112从而使得模拟信号可直接行进到微处理器/电路板112。来自第一负荷传感器108的信号表示由患者施加的力。

在一个实施方式中，微处理器/电路板112可包括微处理器和一个或多个电路部件，诸如滤波器、放大器和类似物。尽管在此实施方式中，微处理器和其它电路部件被描述为位于同一电路板112上，应当指出的是在其它实施方式中，微处理器和电路板可分开。在微处理器/电路板112中的电路对滤除噪音，且放大从第一负荷传感器108或116所接收的信号。在一个实施方式中，在微处理器/电路板112上的微处理器可用来控制信号采样率、且用来在显示器110上显示由第一负荷传感器108所指示的力。微处理器/电路板112可显示由患者施加于第一负荷传感器108上的力、一个或多个力图、以及可用于灵活性测试的定时器。在一个实施方式中，微处理器/电路板112可联接到显示器110。显示器110可为触摸屏，LCD或任何其它类型的视频显示装置，其能显示源自微处理器/电路板112的图形。在另一实施方式中，显示器110可为与力量和灵活性测试模块100分开的附件，从而使得其可绕穿过力量和灵活性测试模块100上的螺纹栓(或穿过另一机构)的竖直轴线而回转。这个特征可使得临床医生更灵活地向患者提供显示器110的视图。

参看图1，第二负荷传感器116可位于第一负荷传感器108上方，朝向测试模块100的顶部。如图所示的那样，第二负荷传感器116可包括圆形孔，其在轴向穿过第二负荷传感器116的主体，从而使得其能感测或测量剪切应变或简单压缩。在一个实施方式中，当第二负荷传感器116与力的轴线垂直地放置时，即，圆形孔平行于由使用者施加的力的方向时，可出现剪切应变加载。举例而言，第一紧固件124的圆柱形延伸部延伸穿过背板132，且适配穿过第二负荷传感器116中的圆形孔。参看图1和图6，当施加夹捏时，第一紧固件124的圆柱形延伸部生成朝向前方的力。此力由第二负荷传感器116感测为剪切加载。当执行抓握测试时，第二负荷传感器116可定位成靠近于患者拇指可向后把手120施加力的位置。这个位置允许更直接地评估抓握力量。第二负荷传感器116可被紧固到保持器118，被螺栓到保持器118顶部、或者被螺栓穿过背板132。

参看图1，当患者沿着前把手130的表面推动时，第二负荷传感器116可压缩，从而使得其可感测到向其施加的剪切力。此处，第二负荷传感器116可抵靠着刚性表面而放置，且确定出克服患者的力而向回推动的力。在另一实施方式中，由患者施加的力可以用简单压缩的方式直接地施加到第二负荷传感器116上。举例而言，当第二负荷传感器116充当实心刚性面时，即，在中心处并无任何圆形孔，其感测到直接地施加到该面上的力时，发生简单压缩。在一个实施方式中，患者可将其拇指放置于后把手120上，且将他的其它手指放置于前把手130上，如图6所示的那样。随着患者增加其在后把手120与前把手130之间的抓握，第二负荷传感器116可压缩，从而使得其产生与增加的抓握力量成比例的模拟信号(例如，电压)。前把手130可包括装配的凹陷，从而使得患者的手指可装配于在力量和灵活性测试模块100上的指定空间内。同样，第二负荷传感器116可被联接到微处理器/电路板112。在微处理器/电路板112中的电路可进行操作以滤波并且放大从第二负荷传感器116接收的模拟信号，如在上文中关于第一负荷传感器108所述的那样。负荷传感器108和116可被定位成允许夹捏、抓握和手内在肌测试在一个系统中共存。

参看图1，电池源114可向第一负荷传感器108、第二负荷传感器116、显示器110、和微处理器/电路板112供电。在一个实施方式中，电池源114可为锂离子电池，但在其它实施方式中，电池源114可由连续的电能源来替换。微处理器/电路板112可包括通信模块(未图示)，其可从第一负荷传感器108或第二负荷传感器116获得的一个或多个模拟信号传输到安全的后端计算机或服务器。在一个实施方式中，力量和灵活性测试模块100的通信模块可包括：有线通信器件，例如，与比如LAN这样的各种网络相通信的以太网接口，和经由共用交换电话网络(PSTN)来传输和接收数据的电话接口；和/或，无线通信器件，例如，用于与诸如Wi-Fi、蓝牙这样的无线网络进行通信的无线网络适配器和/或蓝牙，和用于与诸如3G和4G的无线电信网络进行通信的硬件。在一个实施方式中，微处理器/电路板112可利用主动低通滤波技术和类似技术来对通信信号进行滤波。在另一实施方式中，微处理器/电路板112也可利用仪器放大器和类似物来放大通信信号。

后把手120可被设计成使得力量和灵活性测试模块100可绕后把手120的竖直轴线而旋转360°。后把手120旋转的能力可允许该装置自行校正，且也可排除任何离轴加载问题，当患者拉动附连到有眼螺栓上的环时可产生所述离轴加载问题。而且，自由旋转可允许测试较宽范围的手大小和不规则的形态。在一个实施方式中，后把手120可为圆柱形杆。后把手120可穿过第一紧固件124和第二紧固件124而被装配，第一紧固件124和第二紧固件124从力量和灵活性测试模块100的背部而延伸出来。在一个实施方式中，后把手120能重新定位且装配于在紧固件122和124中的多个通孔中。通孔中每一个可表示可用于抓握测试的后把手120的不同位置。在一个实施方式中，这些位置中的每一个可符合美国手治疗协会（American Society of Hand Therapists）所实施的已确立的临床指南和标准化协议。紧固件122和124也可包长度标记(例如，公制和/或英制)以记录用于重复测试的定位。在一个实施方式中，紧固件122和124可类似于半圆键（Woodruff key）而操作。一般而言，半圆键，如同利用其它机械键，防止了两个零件之间的相对旋转且允许扭矩传输通过。

后把手120还可包括锁套环126。锁套环126可沿着后把手120的轴线而在竖直平面中平移，从而使得后把手120可上下滑动穿过紧固件122和124，且从一组孔移除并插入于紧固件122和124中的另一组孔内。锁套环126然后可将后把手120锁定于紧固件122和124的相对应孔内。在一个实施方式中，锁套环126可在紧固件122和124内旋转。后把手120在紧固件122与124之间的部分可包括泡沫覆盖物。

在另一实施方式中，后把手120可将力量和灵活性测试模块100附连到力量和灵活性系统200上。将在下文中在图2中更详细地描述力量和灵活性系统200。后把手120也可用作个人(例如，使用者)抓握以在抓握测试中生成抓握力量的棒。第二后把手(未图示)可被添加到力量和灵活性测试模块100上在后把手120正后方以形成更符合人体工学的界面用于抓握力量。第二后把手可螺栓到测试封壳100上、在与后把手120相距一定距离处，从而使得其适应额外的(例如更大的)手大小。第二后把手也可联接到紧固件122和124。在具有两个后把手的力量和灵活性测试模块100中，第二后把手可用于使得力量和灵活性测试模块100与力量和灵活性系统200相联接。在具有两个后把手的实施方式中，紧固件可具有延伸的半圆键，延伸的半圆键带有两个通孔用于每个后把手。

在又一实施方式中，负荷传感器可直接地植入于后把手120内。此可用于替换第二负荷传感器116、或者与第二负荷传感器116平行。植入于后把手120内的负荷传感器可充当多轴线负荷传感器，其与后把手120成直线对齐。植入于后把手120内的负荷传感器也可充当应变计，其可附连到后把手120的外部。此处，负荷传感器可被直接地建置到后把手120内，从而使得其将会是圆柱形的、且具有与后把手120相同的宽度。负荷传感器也可具有额外延伸部，其可在施加抓握时感测到后把手120的弯曲程度。

而且，前把手130能由临床医生通过第一负荷传感器108对具有异常手形态或关节运动限制的患者进行手内在肌力量测量。以此方式，患者可推抵着前把手130，且第二负荷传感器116可检测由使用者施加的力。在一个实施方式中，夹捏和抓握测试也可以此方式来执行。

图2示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式的力量和灵活性系统200的示意图。在一个实施方式中，力量和灵活性系统200可包括插棍板202、插棍板202的第一侧204、插棍板202的第二侧206、圆形凹陷208、内置灵活性测试仪210、一个或多个插棍孔212，第一槽214和第二槽216。尽管力量和灵活性系统200被描述为具有上文列出的部件，但应当指出的是在其它实施方式中，力量和灵活性系统200可包括额外的部件或者可不包括上文列出的所有部件。照此，提供了下文关于力量和灵活性系统200的描述以用作力量和灵活性系统200的一个实施方式的实例，且并不意味着限制权利要求的范围。

参看图2，在一个实施方式中，力量和灵活性测试模块100可被集成于力量和灵活性系统200内，从而使得力量和灵活性测试模块100可装配到位于插棍板202的任一侧(例如，第一侧204，第二侧206)上的一个或多个槽214或216内。如图2所示的那样，测试模块100在槽216处被附连到插棍板202上。参看图1和图2，模块100可被集成到插棍板202上的一种方式是可使得后把手120的底部吻合到螺钉128内，螺钉128被设计成用以在力量和灵活性系统200的任一侧上的任一装配槽214或216内形成接口连接。在插棍板202的任一侧上的装配槽214和216可允许力量和灵活性测试模块100经由螺钉或类似物而联接到插棍板202上。力量和灵活性测试模块100能经由滚珠轴承和其它类似装置而沿着这些槽平移或移动。此外，力量和灵活性测试模块100可从槽移除，从而使得其能用作手持装置、或者其能移动到力量和灵活性系统200的相对侧上以适应额外测试。在一个实施方式中，其中可将力量和灵活性测试模块100装配于插棍板202内的槽也可用作充电站以经由直流供电或USB链接电缆用于测试模块100。

参看图2，力量和灵活性系统200可包括插棍孔212。插棍孔212可遍布整个插棍板202而散布、且被放置于插棍板202上的策略性位置处，从而使得插棍或其它物体能放置于插棍孔212内。插棍可用于各种灵活性测试。在一个实施方式中，用于特定患者和规定测试的插棍板202上的插棍的位置可由微处理器/电路板112记录。照此，临床医生可使用所记录的插棍位置来对于特定患者重复，规定的测试。通过以由所记录的插棍位置所示的类似方式放置插棍，临床医生能在相同条件下一致地获得数据。

插棍孔212遍布所述插棍板202而散布以适应各种手大小和手形态、且也适应于测试患者的不同手内在肌。插棍可用于约束患者的手，从而使得仅测试了相关的肌肉。优选地，用于将手约束于IHMS测量中的孔是六边形的，其经优化以确保手和手腕约束。在一个实施方式中，力量和灵活性测试模块100可在无插棍的情况下使用。此处，患者可将他的手放置于插棍板上，且将环适配于相关肌肉周围。在没有插棍用来约束患者移动的情况下，患者能拉动该环且生成力，所生成的力可由微处理器/电路板112显示。

内置的灵活性测试仪210可包括具有规定直径、深度和间距的孔以便于使用更大插棍，且与对于灵活性测试而言是标准的临床上经验证的参数相符。在一个实施方式中，插棍可被储存于圆形凹陷208中。尽管圆形凹陷208、内置灵活性测试仪210和插棍孔212被图示为处于插棍板202的具体区域，应当指出的这些部件的位置可被移动到插棍板202的任何部分。举例而言，内置的灵活性测试仪可被放置于插棍板202的右侧，左侧或居中。

在一个实施方式中，可存在着插棍孔212宽度和间距的变化来便于各种类型的临床灵活性测试。用于内置灵活性测试的插棍孔212数量也可更改以便于额外类型的临床灵活性测试。另外，用于内置灵活性测试的插棍孔212的组织能从均匀间隔开的矩形格式，变为交错方式或任何其它几何形状。插棍孔212也可配备可联接至模块100的LED或传感器。在一个实施方式中，包含用于具体测试的插棍的插棍孔212的位置可由微处理器/电路板112识别并保存。每次患者执行具体测试时，微处理器/电路板112然后可基于患者先前的测试信息来显示具有用于相对应测试的插棍的插棍孔212。通过存储关于测试条件，例如，具有用于每个患者的插棍的插棍孔212的信息，临床医生能最小化在患者随后测试之间的变化。插棍孔212可由栅格线标记，或者被给予不同的位置标记(例如，A1，A2，A3等)从而使得插棍孔212易于识别，且确保可重复的测试条件。在一个实施方式中，插棍可成形为圆柱，从而使得插棍将会装配于插棍孔212内。插棍可用于在测试期间定位或约束患者的臂/手。此外，插棍可用于适应在力量和灵活性系统200上的不同手形态。举例而言，插棍可包括U形杯和/或棒，其能支承住手和前臂。插棍也可包括条带以包裹在患者手指、手、手腕或前臂的周围。

在一个实施方式中，插棍板202可包括了在每个插棍孔212内的光电二极管，且每个插棍可在其端部上包括LED。在插棍的端部上的LED可当其处于插棍孔212内时向光电二极管提供光信号。在另一实施方式中，插棍孔212可包括LED和光电二极管，且每个插棍可在其端部上包括某些反射性材料。此处，LED和光电二极管可以反射模式起作用，从而使得光电二极管可对由具体LED发出的波长做出反应并且感测该波长。此处，从LED发出的信号可直接由光电二极管来感测，这是由于从插棍板侧部或插棍本身的反射。尽管插棍孔和插棍已被描述为具有LED和光电二极管，应当指出的是在其它实施方式中，插棍孔和插棍可包括某些其它的技术，其可允许微处理器/电路板112判断插棍是否在插棍孔212内。传感器可与微处理器/电路板112通信的一种方式是通过无线通信，诸如蓝牙，或者传感器可经由线而连接到位于插棍板202上的端口，例如USB端口，当测试模块连接到槽214或216处的插棍板202时端口连接到测试模块100。通过判断插棍是否在插棍孔内，微处理器/电路板112能判断插棍何时被放置于可用于灵活性测试的插棍孔内、或从该插棍孔移除。用于在灵活性测试中使用微处理器/电路的方法将参看图19而更详细地描述。

通过改变手在插棍板202上的位置和将环适当地放置于手指周围，能测试任何内在肌。一般而言，能指导患者将他的手放置于插棍板202上从而使得能测试相关肌肉。在患者将他的手以规定方式放置于插棍板202上时，临床医生可将插棍放置于插棍板上以指示出患者的手放置于插棍板202上的方式、且约束患者的手从而使得相关肌肉被隔离用于测试。以此方式，插棍可约束除了相关的患者肌肉之外的患者肌肉。环然后可被放置成使得患者可使用相关肌肉来牵拉该环。该环可联接到有眼螺栓102，有眼螺栓102联接到第一负荷传感器108。第一负荷传感器108可检测到由患者的相关肌肉所施加的力，且微处理器/电路板112可分析或存储从第一负荷传感器108所接收的力数据。在一个实施方式中，插棍可被认为是不必要的，且可在无插棍板202或无插棍的情况下，仅使用联接到第一负荷传感器108的有眼螺栓102来测试相关肌肉。在下文中详细地描述具体内在肌测试的实例。下文所述的实例中的每一个是出于说明目的而呈示的，且并不意味着限制本发明的范围。

尽管力量和灵活性系统200已被描述为具有存储于其中的多个部件，应当指出的是在力量和灵活性测试模块100和力量和灵活性系统20上的部件中的每一个部件也可用作单独的装置。举例而言，力量和灵活性测试模块100可在无插棍板202的情况下单独地使用。在此实施方式中，力量和灵活性测试模块100可用于测试夹捏力量部件，抓握力量部件和内在手力量部件，而不具有完整的力量和灵活性系统200。在此实例中，力量和灵活性测试模块100可用作手持装置。在另一实施方式中，力量和灵活性测试模块100可仅包括夹捏力量测试仪和内在手力量测试仪、而无抓握力量测试仪。在又一实施方式中，内置灵活性测试板210可在没有用于抓握力量、夹捏力量和内在手力量测试的负荷传感器的情况下被使用。

图3示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式填装了用于灵活性测试的插棍的力量和灵活性系统300的示意图。在一个实施方式中，力量和灵活性系统300可包括若干灵活性测试，包括带凹槽的插棍测试318，功能性灵活性测试320，用于手内在肌测试的插棍322，普渡（Purdue）插棍板测试324和用于存储普渡专用插棍324的相对应的圆形凹陷。圆形凹陷308可用来储存插棍322。图3提供了可如何在插棍板302上实施不同灵活性测试的实例。但是，应当指出的是，可形成插棍孔312，从而使得能在插棍板302上执行各种灵活性测试。可如何构造插棍孔312的一个实例在下文的图5中描述。

图4示出了可用于本公开中所述的力量和灵活性系统的各种实施方式（诸如系统200和300）中进行灵活性测试的带凹槽的插棍测试18的顶视图。一般而言，带凹槽的插棍测试418为操纵灵活性测试。在一个实施方式中，带凹槽的插棍测试418合并了不规则形状和随机组织的孔。带凹槽的插棍测试418的插棍的形状可被配置为用以匹配孔的不规则形状，其需要患者在插棍插入于孔内之前旋转插棍来匹配该孔。

图5A示出了被设计成根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式在力量和灵活性系统中适应多种灵活性测试的插棍孔的顶视图。在一个实施方式中，插棍孔可以用多种深度和直径遍布插棍板而钻出插棍孔，从而使得各种插棍可装配于相同的插棍板内，例如板202或302。在另一实施方式中，被配置为用以接纳更薄插棍的孔可与被配置为用以接纳更厚灵活性的插棍的孔而集成在一起。举例而言，参看图5A，插棍孔512可比插棍灵活性孔514更深。这允许插棍孔512和插棍灵活性孔514集成在一起。参看图5B，这样的与插棍孔512集成的孔的截面图比灵活性孔514更深。图5B还示出了在不同深度处钻出特定插棍孔以使得能实现在一个系统内集成多种灵活性测试。各种大小的插棍可用于装配于具体插棍灵活性孔内，取决于使用哪种灵活性测试或者是否使用约束插棍来用于进行手内在肌力量测试。插棍孔可被构造成用以装配任何宽度或大小的孔以便利于在相同的插棍板上进行各种灵活性测试。

图6示出了根据本文所述的各种技术的一种或多种实施方式而进行较大徒手肌肉测试的力量和灵活性测试模块600的额外附件。在一个实施方式中，额外附件602可包括平板或半弯曲板而不是有眼螺栓，例如图1所示的有眼螺栓102。额外附件602可用于诸如与肩部、前臂、膝等相关的肌肉这样的其它肌肉的徒手肌肉测试。平板附件也可用更大的把手棒替换以测试手腕力量。对于这种变型而言，手指能环握该把手棒，且力量和灵活性测试模块100可沿着竖直轴线进一步向上定位且经由锁套环，例如图1中的锁套环126来锁定。额外附件602也可呈U或棒形以适应更大肌肉的不受约束的肌肉测试。

在一个实施方式中，额外附件602可由可允许关节运动范围的弹性材料来替换。弹性材料可绕图1的有眼螺栓102的圆形开口打结/成环而作为额外部件。此弹性材料可由(但不限于)不同宽度和阻力的Therabands®和/或橡胶带制成。Therabands®可放置于患者的相关手指周围。然后可指导患者以由临床医生所选定的临床协议所示的特定运动而牵拉Theraband®。这是通过阻力训练来增加肌肉力量的标准方法。但是，Theraband®可在其与由患者手指所生成的力成比例变形时提供阻力。第一负荷传感器108的力读数可在显示器上展示。在一个实施方式中，如图23所示的那样，显示器可向患者提供实时生物反馈。实时生物反馈可允许患者在有效力范围最大化其努力，且防止过度发挥/运用。生物反馈可降低损伤正在康复的肌肉/腱单元的可能性。此外，显示器能通过显示用于给定练习的适当技术，已执行的重复次数，待执行的重复次数，经过的时间最大力等来辅助患者。

图7示出本公开的替代实施例。在图7中，力量和灵活性系统700可包括力量和灵活性测试模块800、插棍板702、力或负荷传送构件704、条带706、显示面板710和装置保持器714和716。图8提供了测试模块800的局部截面图。参看图7和图8，测试模块800可包括负荷或力传感器808、显示器810、位于显示器隔室812内的微处理器/电路板(未图示)、后把手820、前把手830、第一紧固件822和第二紧固件824。类似于测试模块100，测试模块800还包括微处理器/电路板和能源，诸如电池，其未图示。先前所述的微处理器/电路板112可用于测试模块800中。因此，微处理器/电路板112的描述同样适用于测试模块800的微处理器/电路板。尽管力量和灵活性系统700和测试模块800已被描述为具有这些部件，应当指出的是在其它实施方式中，可包括额外的部件或者可并不包括上文所列出的全部部件。提供下文关于力量和灵活性系统700和测试模块800的描述以用作本公开的一个实施例的实例，且预期并不限制权利要求的范围。

参看图7和图8，在一个实施方式中，可组装起力量和灵活性测试模块800从而使得负荷传感器808承座于前把手830内。优选地，负荷传感器808由螺钉840和842附连到前把手830。负荷传感器808的主体贴合地装配于前把手830内。但前把手830具有靠近顶部的空隙844和靠近底部的空隙850以分别适应由负荷传感器808的顶端和底端的任何移动。在负荷传感器808的端部之间的贴合装配和距离隔离了端部相对于彼此的移动。即，如果仅负荷传感器808的顶端向内推或偏转，则该力并不影响负荷传感器808的底端、或者使负荷传感器808的底端移位。在该优选实施例中，负荷传感器808还包括顶部传感器846和底部传感器848。顶部传感器846或底部传感器848在向内方向朝向前把手830、或者在向外方向朝向后把手820的任何移位或偏转生成了电信号(电压)。这可以由本领域技术人员熟知的手段来实现。一种这样的手段是跨越顶部传感器846或底部传感器848的整个圆形切口而提供电压，且当顶部传感器846或底部传感器848偏转时测量出电压降。

如在上文中所讨论的那样，由负荷传感器808一端的移动并不影响另一端的电压测量。由本公开所提供的一个优点在于，负荷传感器808能仅基于所施加的力来确定正进行的测试类型。举例而言，在抓握测试中，负荷传感器808的两端都将偏转，导致由两端生成电信号以告知微处理器执行了抓握测试。在夹捏测试中，仅由负荷传感器808的底端848向内偏转，导致电信号仅由底端848生成。在IHMS测量或测试中，仅负荷传感器808的底端848向外偏转，导致电信号仅由底端848生成。由于夹捏测试和IHMS测量分别涉及到向内和向外偏转，所生成的电信号能指示不同偏转角度，且向微处理器告知正在执行的测试的类型。因此，无需使用者选择要进行的测试类型，因为该装置被设计成用以识别力、和作为推论识别所采用的测试类型。

如在图8中所示的那样，负荷传感器808的端部分别联接到第一紧固件822和第二紧固件824。后把手820的顶部也在第一紧固件附连点836处连接到第一紧固件822，并且后把手820的底部在第二紧固件附连点834处附连到第二紧固件824。在此配置中，在向内方向朝向前把手830施加到后把手820的任何力，例如抓握力量，被直接转移到紧固件822和824。因此，此力使得负荷传感器808的两端相对应地向内进一步朝向前把手830移位。

参看图7和图8，在操作中，患者(例如，使用者)可利用一个或多个手指来牵拉条带706以测试其手内在肌力量。这在下文中参看图12至图15而进一步详细描述。响应于对该条带706的牵拉，负荷传感器808可生成电输出(电压)，其对应于由患者牵拉该条带706所施加的力。由于后把手830的底部联接到第二紧固件824，第二紧固件824联接到负荷传感器808的底端，则牵拉后把手820的底部828的任何力将会经由第二紧固件824转移到底部传感器848。在一个实施方式中，电输出可为模拟信号。负荷传感器808可联接到显示器隔室812中的微处理器/电路板，从而使得模拟信号可直接地行进到微处理器/电路板。源自负荷传感器808的信号代表着由患者施加的力。

参看图7，优选地，优化了传力构件704以用于完全传送由手内在肌施加的力。即，传力构件704具有连接器部件722，连接器部件722允许两个环部件722完全地彼此独立而旋转。照此，两个环部件722都具有完全的移动自由。照此，在内在肌测试期间施加的任何力将被完全传送。否则，在环部件722移动中的任何阻碍能使得所施加的力失真。

参看图8，后把手820的底部828和前把手830的底部832也用作夹捏测试仪的第一部件和第二部件。底部828具有锥形的形状以适应患者的手指，且底部832的形状适应患者的拇指。可通过将后把手820移动到第一紧固件822和第二紧固件824上的各个位置来调整在后把手820的底部828与前把手830的底部832之间的距离。当患者执行夹捏测试时，诸如将拇指放置于后把手820的底部828上时且将同一只手的食指放置于前把手830的底部832上并且挤压拇指和手指时，负荷传感器808可生成电输出(电压)，其对应于由患者施加的力。信号可同样地传输到在显示器隔室812中的微处理器/电路板。如上文所讨论的那样，可通过进一步远离前把手830而移动后把手820，来调整在前把手830与后把手820之间的距离。

参看图7和图8，可进行此操作的一种方式是，使得后把手820绕第一紧固件822回转、且牵拉该后把手820远离第一紧固件822以使之从第一紧固件822释放/摆脱。在此实施方式中，后把手820的第二紧固件附连点834并不完全绕第二紧固件824封闭。替代地，已移除了一部分来提供足够大的新月形切口，从而使得当推动底部828远离第二紧固件824时，后把手820能从第二紧固件824释放/摆脱。第一紧固件附连点836也优选地具有狭缝或切口来允许从第一紧固件822牵拉后把手820。为了将后把手820放置于另一位置，执行相反动作，其中，第一紧固件附连点836被推入到第一紧固件822上的所需位置、且底部828回转朝向且扣合到第二紧固件附连点836处第二紧固件824上相对应的位置。优选地，根据人解剖结构来优化在第一紧固件和第二紧固件上的不同位置或缺口。即，这些位置被设计成用以适应从成年男子到儿童的所有手大小。

在一个实施方式中，患者可将其拇指放置于后把手830上、且将其它手指放置于后把手820上，如图9所示的那样。随着患者增加他在后把手820与前把手830之间的抓握，所施加的力经由第一紧固件822和第二紧固件824传送以使得负荷传感器808的端部偏转，这提示负荷传感器808产生与增加的抓握力量成比例的模拟信号(例如，电压)。后把手820可包括装配凹陷，从而使得患者手指可装配于在力量和灵活性测试模块800上的指定空间内。

如图7所示的那样，测试模块800经由装置保持器714而联接到插棍板702。插棍板702的插棍孔可具有如关于测试模块100所描述的传感器机构以检测物体是否在孔中。装置保持器174具有锁定机构718以用于保持测试模块800就位。显示面板710可同样地经由装置保持器716而连接到插棍板702。装置保持器714允许竖直调整所述测试模块800。插棍板702也可允许水平地调整所述装置保持器和被保持的装置，如关于系统200所讨论的那样。

参看图7和图8，测试模块800的此实施方式的显示器810可小于显示面板710。显示器810可显示由微处理器确定的任何力数，和/或警告消息。测试模块800的微处理器可传输数据以在显示面板710上进行显示和/或存储。因此，显示面板可显示较大的图像或曲线图，其在本公开中描述。举例而言，显示器710可向患者提供实时生物反馈，如在图23中所示的那样，或者提供图18和图20所述的曲线图。数据的传输可经由上文所述的各种无线通信方法而为无线的、或者经由嵌入于插棍板702中的通信线而为有线的。在一个实施方式中，测试模块被指定与其相应的显示面板710通信。在另一实施方式中，多于一个测试模块100或800可与显示面板通信、且向显示面板传输数据，其中显示面板被配置为用以识别传输测试模块，且相应地存储或显示数据。在又一实施方式中，测试模块提供可用的显示面板，数据能传输到显示面板，且使用者能选择所需的显示面板。此外，插棍板702可连接到电插座或其它类似电源，因此使得其能用作充电站和/或提供能量来操作测试装置800和/或显示面板710。能量可经由A/C，USB或其它类似的连接件来提供。如图所示的那样，显示面板710具有USB端口720以允许额外的数据存储空间、和/或传送存储于显示面板710上的数据。这个实施方式的另一优点在于其提供与基础单元分离的通用移动测试模块。

如在下面的段落中进一步讨论的那样，本公开提供使用根据本公开的力量和灵活性测试模块和/或力量和灵活性系统的方法，以进行各种测试来测量患者的肌肉手力量和灵活性。图9示出了患者可如何施加并生成抓握力量，抓握力量待由测试模块800进行测量。同样，图10示出了患者的手利用根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式来利用力量和灵活性测试模块100来执行抓握力量测试的透视图。抓握测试可包括5位置手抓握测试和快速交换抓握测试。参看图1和图10，所述5位置测试可包括使得患者利用他的右手开始抓握测试，并且后把手120被定位于可最靠近背板132的紧固件122和124的孔内。可请求患者将手指放置于前把手130上、且拇指紧邻着后把手120放置，并且挤压把手120和130。之后，在相同的位置对患者左手进行测试。后把手120然后被重新定位并且装配于紧固件122和124中的另一孔中，与其先前的位置相比，另一孔可进一步远离背板132。然后由患者利用他的右手且然后左手来执行抓握测试。这个程序可继续进行，直到已对于紧固件122和124上的所有位置执行了抓握测试。

参看图9，此测试可类似地在测试装置800上执行，其中患者利用他的左手开始抓握测试，且所述后把手820被定位于可最靠近前把手830的紧固件122和124的孔中。可请求患者将手指放置于后把手820上、且拇指紧邻前把手830放置，并且挤压把手820和830二者。之后，在相同的位置对患者右手进行测试。后把手820然后被重新定位并且装配于紧固件822和824中的另一缺口中，与其先前的位置相比，另一缺口可进一步远离前把手830。然后由患者利用他的左手且然后他的右手来执行抓握测试。这个程序可继续进行，直到已经对于紧固件822和824上的所有位置执行了抓握测试。

关于获得患者的最大努力，以在X轴线上的后把手120或820(最近到最远)位置和在Y轴线上的力所绘制的曲线应为经修改的钟形曲线。患者的最大努力被认为是患者能利用相关肌肉施加的最大量的力。对于相关肌肉的假装虚弱（feigned weakness）的情况，该曲线将看起来不像是修改的钟形曲线。当患者通过故意地减小他用相关肌肉生成的力而给出小于最大量的力时，出现假装虚弱。在一个实施方式中，上文所述的曲线可由微处理器/电路板112使用从第一负荷传感器108或116或负荷传感器808所接收的关于相关肌肉的力数据来绘制。

还参看图1、图9和图10，在快速交换测试中，应使用所述5 位置测试中生成最高力的后把手120或820的位置。患者可使用力量和灵活性测试模块100或800用于对一只手进行抓握测试。然后患者可在该手中生成其最大努力以进行抓握测试，并且然后患者可切换到他的另一只手。在患者在每个手中执行了5-8次抓握时，通常完成了测试。对于每个抓握测试，微处理器/电路板112可自动地确定从第二负荷传感器116或负荷传感器808生成的力。微处理器/电路板112然后可在存储器中存储每个抓握测试的力信息，或者在显示器上显示该力信息。虽然图9和图10已分别关于测试模块100和800进行描述，应当指出的是，尚未在上文中描述的力量和灵活性测试模块的其它实施方式可同样由患者使用。提供力量和灵活性测试模块100和800的用途的上文描述以用作力量和灵活性测试模块的示范性实施方式的用途的实例，并且预期并不限制权利要求的范围。

图11示出了患者的手利用根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式的力量和灵活性测试模块100来执行夹捏测试的透视图。患者的透视图展示了患者可如何测试他的夹捏力量。参看图1和图11，通过将拇指放置于第一部件104处、且将食指放置于第二部件106处、且将第一部件104和第二部件106挤压在一起，患者能施加力来进行夹捏力量测试。挤压动作应提示第一负荷传感器108生成与加到微处理器板112的力相对应的电信号。对于其它手指和另一只手，例如左手，可重复该测试，其中拇指将被放置于第二部件106处、且食指将会被放置于第一部件104处。夹捏力量测试可包括(但不限于)钥匙夹捏(key pinch)，指尖夹捏和手掌夹捏。对于每个夹捏测试，微处理器/电路板112可自动地确定从第一负荷传感器108生成的力。微处理器/电路板112然后可在存储器中存储每个夹捏测试的力信息，或者在显示器上显示该力信息。

测试模块800能同样用于利用后把手820的底部828和前把手830的底部832执行夹捏测试，后把手820的底部828和前把手830的底部832充当测试模块100的相对应的第一部件和第二部件。如图9至图11所示的那样，力量和灵活性测试单元100或800可与力量和灵活性系统(例如200)的插棍板(例如，202)相分离而使用。虽然已经关于测试模块100描述了图8，应当指出的是患者也可类似地使用力量和灵活性测试模块的其它实施方式，例如，测试模块800。提供了力量和灵活性测试模块100的用途的上文描述以充当使用一种力量和灵活性测试模块的示范性实施方式的用途的实例，且预期并不限制权利要求的范围。

如先前所讨论的那样，测试模块100单独地、或者集成了测试模块100的力量和灵活性系统200可用于测量内在肌手力量。存在着若干不同类型的内在肌，且下文的描述用作能测量特定内在肌的方式的实例、且预期并不限制权利要求的范围。应了解到，可以用类似方式来使用测试单元以及力量和灵活性系统的各种实施方式。

参看图1、图3和图12，对于小鱼际肌肉(小指外展)测试，其在图12中示出，患者的手被放置为手掌在插棍板302上向下(手心向下)，且除了拇指之外的其所有手指在环内，从而使得他最小的手指最远离第一负荷传感器108。该环放置于最小手指的近端指节间关节处。约束插棍322被放置于无名指远端指节间关节的尺侧上，在邻近于手腕处的桡侧和尺侧茎突102cm处、且沿着前臂的桡侧和尺侧缘在最靠近的可用插棍孔处。插棍322可用于约束前臂、从而使得前臂可足够靠近定位以在测试期间约束前臂的运动，但并不会造成不适感。在一个实施方式中，插棍322应放置成使得避免了患者的骨突起。在将患者的手定位于插棍板302上之后，可指导患者用他的小指抵靠该环、或远离第一负荷传感器108而拉动。第一负荷传感器108可测量由患者施加的力，且可向微处理器/电路板112发送表示其测量的信号，如上文所述的那样。

参看图1、图2和图13，对于第一骨间背侧肌(食指外展)测试，其在图13中示出，患者的手在插棍板202上放置为手掌向下(手心向下)，且除了他拇指之外的其所有手指在环内，从而使得他食指离第一负荷传感器108最远。该环放置于食指近端指节间关节处。约束插棍放置于中间手指远端指节间关节的桡骨侧上，在邻近于手腕处的桡侧和尺侧茎突102cm、且沿着前臂的桡侧和尺侧缘在最靠近的可用插棍孔处。用于患者前臂的约束插棍应足够贴合以不允许实现前臂在测试期间运动，但也不会太紧以免造成不适感。同样，为了舒适起见，插棍应当放置成避免骨突起。然后可指导患者利用他的食指来抵靠该环或远离第一负荷传感器108而拉动。第一负荷传感器108可测量由患者施加的力，并且可向微处理器/电路板112发送表示其测量的信号，如上文所述的那样。

对于图14所示的展拇短肌(拇指掌侧外展)，患者的手搁置于其尺侧缘上，且前臂处于中立旋前-旋后。参看图1、图2和图14，手背应朝向第一负荷传感器108。力量和灵活性测试模块100可沿着竖直轴线向上移动从而使得有眼螺栓102是与拇指平齐的、且该环置于拇指的掌指关节周围。约束插棍被放置成与远掌褶串列对齐，且患者可绕此插棍使他的手指屈曲。手腕定位为呈10度延伸，且约束插棍放置于手腕的掌侧以及背侧、在桡骨茎突的部位处。两个另外的插棍，一个在掌侧且一个在背侧，沿着前臂在可用的最靠近插棍孔处在近端放置。前臂插棍应足够贴合以不允许前臂在测试期间运动，但也不太紧以免造成不适感。然后指示患者的手掌外展他的拇指。第一负荷传感器108可测量由患者施加的力，且可向微处理器/电路板112发送表示其测量的信号，如上文所述的那样。

对于图15所示的拇指对掌肌(拇指对掌)测试，手搁置于插棍板302上，手掌向上且前臂旋后。参看图1、图2和图15，手的桡侧缘朝向第一负荷传感器108。力量和灵活性测试模块100可在竖直轴线上受调整从而使得有眼螺栓102(在图15中未图示)与拇指齐平、且环被置于拇指掌指关节处、或略微靠近拇指的掌指关节。插棍322沿着前臂放置以最小化过度移动，如先前所述的那样。水平插棍也放置于患者手掌中以约束患者手的任何竖直移动。指导了患者用他拇指的指尖去触摸他小指指尖。临床医生可约束患者的四个手指，允许仅患者的拇指移动。第一负荷传感器108可测量由患者施加的力且可向微处理器/电路板112发送表示其测量的信号，如上文所述的那样。

虽然已经关于测试模块100描述了图12-15，应当指出的是患者也可类似地使用力量和灵活性测试模块的其它实施方式，例如，上文所述的测试模块800来获得IHMS测量。提供了力量和灵活性测试模块100的用途的上文描述以用作使用所述力量和灵活性测试模块的示范性实施方式的用途的实例，且预期并不限制权利要求的范围。

图16示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式用于测量力量和灵活性的方法1600的流程图。在一个实施方式中，用于测试力量和灵活性的方法1600可包括显示用于力量和灵活性测试应用2108的主菜单。力量和灵活性测试应用2108将在下文中参看图21而描述。在一个实施方式中，主菜单可允许校准选项。参看图1、图2和图16，校准选项可用来校准负荷传感器108和116或者负荷传感器808的不同端部。

主菜单可列出可在力量和灵活性系统，例如图2的系统200或者图7的系统700上执行的每个测试。在一个实施方式中，临床医生可选择一种测试(例如，内在，夹捏，抓握徒手肌肉或灵活性)来执行主菜单上所提供的测试清单。如先前所讨论的那样，在操作图7和图8所描述的测试模块800中无需此选项，因为负荷传感器808被配置为“知道”正在执行的测试。

参看图1，图2和图6，在选择了要执行的测试之后，临床医生然后可将患者数据输入到该系统内，从而使得其能存储于系统200或700上。患者数据可包括将要测试的手和肌肉。在一个实施方式中，患者数据还可包括患者的资料，诸如重量、身高和类似信息。临床医生可起始所选的测试，且患者可生成用于相对应测试所需的力。该力可由负荷传感器108、116或808检测到、且发送到相应微处理器/电路板，例如112。参看图16和图21，在临床医生停止测试之后，力量和灵活性测试应用2108可确定峰值力、波形曲线图和其它参数。力量和灵活性测试应用2108可在显示器上显示峰值力，波形曲线图和其它参数。临床医生然后可存储数据或否定该测试。在临床医生认为必要的情况下，可重复该测试。在存储数据之后，力量和灵活性测试应用2108可执行对于数据的统计分析。在另一实施方式中，力量和灵活性测试应用2108可发送数据到远程计算机来对数据执行统计分析。统计分析可包括计算平均值、变异系数、标准偏差或与规范相比的百分位数计算。

另外，力量和灵活性测试应用2108可对快速交换测试(抓握)执行有效性分析。有效性分析可比较患者的实际测试数据模式与预期的测试数据模式来判断患者的实际测试数据是否有效。在一个实施方式中，有效性分析可分析患者实际测试数据或者患者的实际测试数据与预期测试数据之间的变异系数来判断患者的实际测试数据是否有效、不确定/模棱两可、或不合格。在一个实施方式中，小于或等于15%的变异系数可为有效的，在15.1%至20%之间的变异系数可为不确定的，且大于20%的变异系数可为无效的。

有效性分析可通过分析与手内在肌力量测试、夹捏力量测试或抓握力量测试的简单重复有关的患者数据来执行。对于抓握力量有效性分析， 0-10%的变异系数认为是有效的， 10.1-15%的变异系数认为是不确定的，且大于15%的变异系数认为是无效的。对于夹捏有效性， 0-15%的变异系数认为是有效的，15.1-20%的变异系数认为是不确定的，且大于20%>的变异系数认为是无效的。有效性分析可包括计算若干次发挥的变异系数。有效性数据随后可经由微处理器/电路板112上的通信模块传输到图7中的远程或安全计算机或显示面板710。如先前所讨论的那样，通信模块可采用蓝牙或Wi-Fi技术或者采用本领域技术人员已知的有线手段来传输数据。在另一实施方式中，临床医生可选择打印由力量和灵活性测试应用所记录的有效性数据或任何其它数据。在一个实施方式中，微处理器/电路板112和/或图7的显示面板710可包括USB端口，从而使得打印机可连接到微处理器/电路板112且打印选项是可用的。

图17示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式处理从力量和灵活性测试得到的信号的方法流程图。在一个实施方式中，用于处理从力量和灵活性测试得到的信号的方法包括信号生成。当力量和灵活性系统被通电时，负荷传感器或配备于插棍孔中的传感器中的每一个可生成电压信号。参看图1、图2和图17，在一个实施方式中，电压信号可输入到微处理器/电路板112内，从而使得可对于模拟电压信号而针对诸如60Hz噪音的破坏/扰动进行滤除。电压信号然后可经由在微处理器/电路板112上的仪器放大器而被放大。在一个实施方式中，微处理器/电路板112可包括模拟至数字转换器，从而使得源自传感器的信号可被转换为ASCII数字数据。力量和灵活性应用1808可将原始数据转换为力值。这些力值可由微处理器/电路板112在显示器上显示。经由微处理器/电路板112上的RAM或EEPROM的内部存储可被用于存储所记录的力值。而且，由测试生成的值可用于创建患者汇总表以与健康信息系统集成、或者被打印出来以放置于患者图表中。这可直接在微处理器/电路板112上发生或者经由通信模块发送到在远程位置处的第三方计算机以进行进一步分析。

虽然图16至图17已关于测试模块100进行了描述，但应当指出的是，该方法也适用于力量和灵活性测试模块的其它实施方式，例如在上文中描述的测试模块800。提供了关于力量和灵活性测试模块100的用途的上文描述以充当力量和灵活性测试模块的示范性实施方式的用途的实例且预期并不限制权利要求的范围。

图18示出根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式由负荷传感器从力量和灵活性测试生成的力图的实例。在一个实施方式中，可由施加抓握力量的患者，内在、抓握或徒手肌肉力量的患者生成力图1800。斜率和在此力图的曲线下的面积可用于导出额外参数，诸如手抓握有效性，快速交换抓握(REG)测试或直到疲劳之前的时间。参看图1、图2、图8和图18，在一个实施方式中，力图可由微处理器/电路板112基于从负荷传感器108、116或808接收的信号来输出。在一个实施方式中，可在图7的显示面板710上显示该图1800。

图19示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式用于测量灵活性的自动化方法的流程图。在一个实施方式中，当患者在测试期间提升起第一插棍时，在插棍孔内的照明变化可启动位于插棍孔内的光传感器。光传感器可产生信号，信号可发送到微处理器/电路板112且经历与负荷传感器108和116相似的信号调节。举例而言，微处理器/电路板112可放大光信号并对光信号进行滤波。当微处理器/电路板112接收了指示着患者提升起第一插棍的光信号时，力量和灵活性测试应用1808可开始定时器。在一个实施方式中，可需要患者从一个插棍孔向另一插棍孔移动预定数量的插棍。在患者完成了测试且移动最终插棍到最终插棍孔时，且在微处理器/电路板112从光传感器接收最终光信号时，微处理器/电路板112可停止定时器。在一个实施方式中，微处理器/电路板112可自动地计算出当从第一插棍孔移除第一插棍与当将最终插棍放置于最终插棍孔之间的时间差。在另一实施方式中，临床医生可手动地开始和停止定时器。此机构可被合并于插棍板202内，或者作为联接到插棍板202底部的额外智能插棍板附件。微处理器/电路板112可包括实时时钟，从而使得其可记录下指示着插棍何时从孔移除和/或插棍何时插入于插棍孔中的时间戳记。

图20示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式的力量和灵活性系统所生成的时间与信号关系曲线图。在一个实施方式中，曲线图200指示了何时灵活性测试开始(即，当第一插棍被移除时)和何时完成灵活性测试(例如，当最终插棍被放置于插棍孔中时)。参看图1、图2和图20，在一个实施方式中，光信号可由微处理器/电路板112作为电压来接收。照此，当微处理器/电路板112感测或接收电压时，微处理器/电路板112可启动定时器。当移除了光信号、或者当电压从光信号降低回到0时，微处理器/电路板112可停止定时器且计算时间差异。根据该曲线图2000，光信号最初由微处理器/电路板112在2.5秒接收、且光信号在27.5秒被移除。在此曲线图中，光信号向微处理器/电路板112提供1伏信号。在一个实施方式中，可在图7的显示面板710上显示该图20000。在另一实施方式中，可在图1的显示器110上显示该图2000。

图21示出了根据本文所述的一个或多个实施方式的微处理器系统2100的示意图。举例而言，此微处理器系统2100可用于测试模块100和/或800中。在一个实施方式中，微处理器2102可对应于如在图1中所述的微处理器/电路板112。模拟信号2104可代表着来自负荷传感器108、116的信号，或者如在上文中关于插棍孔所述的光信号传感器。模拟信号可由模拟至数字(A/D)转换器2106转换为数字信号。数字信号然后可由力量和灵活性应用2108加以处理以进行分析。微处理器2102还可包括实时时钟2110，其可允许微处理器2102准确地跟踪模拟信号2104可能已经由微处理器接收的时间。在一个实施方式中，实时时钟2110可用作上文所述的定时器。

参看图21，复位功能2112可重启预加载的程序(即，力量和灵活性应用2108)且删除在微处理器2102的存储器上的任何所存储的数据。电源2114可联接到微处理器2102和显示器2116，显示器2116可对应于图1所示的显示器110、或者一种单独显示器，其联接到测试单元例如图1的100，或者连接到插棍板，例如图2的202。显示器2116可表示与力量和灵活性测试应用2108有关的图形。显示器2216可为LCD或能展现数字图形的任何其它显示器类型。在一个实施方式中，显示器2116可为触摸屏从而使得其可从患者接收输入。触摸屏显示器2116可通过命令驱动器2118往回向微处理器2102发送命令。

声音通知2120可联接到呈警报器或蜂鸣器的微处理器2102。声音通知2120可与微处理器2102集成以基于经由显示器2116(例如，触摸屏)或类似物向微处理器2102提供的输入来提供声音反馈。而且，声音通知2120可警告过度力，过度力可损坏负荷传感器。此外，可使用声音通知2120来通知患者当正在执行力量和灵活性测试时他到达了力量或恢复的某种稳定水平。显示器驱动器2122可允许微处理器2102发送呈适当格式的力信号给显示器2116，从而使得显示器2116可指示出由患者施加的力。

参看图21，微处理器2102可根据需要存储信号，有效性或任何其它数据到机载存储器2124或者外部存储器2126(FLASH、EEPROM、CD-ROM、DVD-ROM,等)。如图所示的那样，USB端口2136提供将此数据传输到存储部件的一种方式。源自微处理器2102，机载存储器2124或外部存储器2126的数据也可经由通信模块2130发送到外部计算机2128。如先前所讨论的那样，通信模块2130可为有线的或无线的，例如蓝牙或RF(射频)或任何其它类似的通信手段，从而使得数据可从微处理器发送。在一个实施方式中，通信设备可从微处理器2102、机载存储器2124、或者外部处理器2126通过网络2132而广播播送信号到计算机2128。计算机2128可包括第三方计算机，膝上型或可以是能够从通信模块2130接收信号的任何其它类似的装置。计算机2128然后可基于存储于机载存储器2124或外部存储器2126上的数据来生成报告2134。报告2134可包括患者汇总报告、数据日志和关于力量和灵活性测试的其它适用信息。在一个实施方式中，报告2134然后可被传到打印机或任何其它类似媒体。

图22示出了根据本文所述的各种技术的一个或多个实施方式的使用Theraband®来执行力量和灵活性测试的方法的流程图。在一个实施方式中，临床医生可将患者相关手指套在Theraband®内。Theraband®可替换如图6所示的额外附件602。在另一实施方式中， Theraband®可被连接到图7所示的传力构件704。Theraband®可具有特定宽度以便形成规定的阻力。在将相关手指套在Theraband®内之后，患者可执行由临床医生所限定的具体运动。当患者执行具体运动时，患者可生成力，且经历相关手指或肌肉的运动范围。因此，Theraband®可与患者手指所施加的力成比例而变形。负荷传感器产生去往微处理器的成比例的模拟信号。测试模块或单独显示面板的显示器可显示出将要由使用者计算或选择以用来加以显示的力。在另一实施方式中，可显示生物反馈，诸如图23所示的生物反馈。然后患者具有所施加的力的反馈。

参看图1、图6、图8和图23，第一负荷传感器108或负荷传感器808可检测到由使用者手指所施加的力，且产生可代表着所施加的力的模拟信号。模拟信号可发送到微处理器/电路板112，如上文所述的那样。微处理器/电路板112可分析模拟信号，且在显示器110和/或图7的显示器710上显示所施加的力。在一个实施方式中，显示器110和/或710可向患者提供实时生物反馈，如图23中所示的那样。在图23中，存在三个区，所施加的力能属于其中的区。第一区指示为“良好(GOOD)”，第二区指示为“警告(WARNING)”，且第三区指示为“危险(DANGER)”。实时生物反馈可显示指示由患者施加的力的规格。该规格可指示出安全和危险的力水平、从而使得患者可在有效力范围内最大化其努力，这防止过度发挥且减小了损坏正在康复的肌肉/腱单元的可能性。

此外，显示器可通过显示针对给定练习的适当技术、已执行的重复次数、经过的时间和最大力，来辅助患者。

尽管详细地描述了本发明和其优点，应了解在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下能对本发明做出各种变化、替代和更改。此外，本申请的范围预期并不限于说明书中所述的过程，机器，制造，物质组成，手段，方法和步骤的特定实施例。如本领域技术人员将从本发明的公开了解到，根据本发明，可利用目前存在或者后来发展的执行基本上相同功能或实现与本文所述的相对应实施例的基本上相同结果的过程，机器，制造，物质组成，手段，方法或步骤。因此，所附权利要求预期包括于这些过程，机器，制造，物质组成，手段，方法或步骤的范围内。

Claims (21)

1.一种装置，包括：

力量测试单元，包括：

力传感器；

前把手，其配置为用以接纳所述力传感器；

第一紧固件；

第二紧固件，其中所述第一紧固件和第二紧固件联接到所述力传感器；

后把手，其联接到所述第一紧固件和第二紧固件，且定位于远离所述前把手一定距离处；

传力构件，其联接到所述后把手，

其中所述力传感器配置为用以生成与施加到所述前把手和后把手中至少一个上的力相对应的一个或多个电信号；以及

处理单元，其联接到所述力传感器，所述处理单元配置为用以确定所述施加的力的测量、并且在联接到所述处理单元的第一显示器上显示所述测量。

2.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

板，包括：

一个或多个孔；

一个或多个传感器，其联接到所述处理单元，所述一个或多个传感器配置为用以检测一个或多个物体是否在所述一个或多个孔内、用以且响应于所述检测而生成一个或多个电信号；以及

一个或多个开口，其配置为用以接纳所述力量测试单元。

3.根据权利要求2所述的装置，其还包括：

第二显示器，其配置为用以与所述处理单元通信以至少接收并显示从所述处理单元传输的信息；以及

数据储存单元，其配置为用以与所述处理单元通信以至少接收并存储从所述处理单元传输的信息。

4.根据权利要求2所述的装置，其还包括：定时单元，其联接到所述处理单元，所述定时单元配置为用以测量在由所述一个或多个传感器生成的至少两个电信号之间经过的时间。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理单元至少部分地基于施加到所述力传感器的力的类型来确定进行的测试类型。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理单元向使用者提供与所述使用者施加到所述装置的力相关联的信息，所述信息包括有效力范围，其允许所述使用者使得施加到所述装置上的力在所述范围内最大。

7.一种装置，包括：

力量测试单元，包括：

夹捏测试仪，包括：

第一部件，其联接到第一力传感器；

第二部件，其中所述第二部件为不动的；

内在肌测试仪，包括：

传力构件，其配置为用以适配在使用者手的一个或多个手指上或周围，其中所述传力构件联接到所述第一力传感器，

其中所述第一力传感器配置为用以生成与施加到至少所述夹捏测试仪的第一部件或内在肌测试仪的力相对应的一个或多个电信号；以及

处理单元，其联接到所述第一力传感器，所述处理单元配置为用以确定所述施加的力的测量、且在联接到所述处理单元的显示器上显示所述测量。

8.根据权利要求7所述的装置，其还包括：

抓握测试仪，包括：

前部件，其联接到第二力传感器，其中所述第二力传感器配置为用以生成对应于施加到至少所述前部件的力的一个或多个电信号；以及

后部件，其位于远离所述前部件处一定距离处，所述距离是可调整的，

其中所述处理单元配置为用以确定施加到至少所述前部件上的力的测量、且用以在所述显示器上显示所述测量。

9.根据权利要求8所述的装置，其还包括：

板，包括：

一个或多个孔；

一个或多个传感器，其联接到所述处理单元，所述一个或多个传感器配置为用以检测所述一个或多个物体是否在所述一个或多个孔内、且用以响应于所述检测而生成一个或多个电信号；以及

一个或多个开口，其配置为用以接纳所述力量测试单元。

10.根据权利要求9所述的装置，其还包括：定时单元，其联接到所述处理单元，所述定时单元配置为用以测量在由所述一个或多个传感器生成的至少两个电信号之间经过的时间。

11.根据权利要求7所述的装置，其中，所述处理单元配置为用以将所接收的电信号转换成一个或多个相对应的力测量。

12.根据权利要求7所述的装置，其还包括：数据储存单元，其联接到所述处理单元，所述数据存储单元配置为用以存储至少所述一个或多个相对应的力测量。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述一个或多个传感器配置为用以检测光子。

14.根据权利要求7所述的装置，其中，所述处理单元配置为用以向远程位置处的接收单元传输所述一个或多个力测量。

15.一种方法，其包括以下步骤：

提供装置，所述装置包括：

力量测试单元，包括：

力传感器；

前把手，其配置为用以接纳力传感器；

第一紧固件；

第二紧固件，其中所述第一紧固件和第二紧固件联接到所述力传感器；

后把手，其联接到所述第一紧固件和第二紧固件、且定位于远离所述前把手一定距离处；

传力构件，其联接到所述后把手，

允许使用者向至少所述后把手施加力，所述力从所述后把手经由所述第一紧固件和第二紧固件传送到所述力传感器；

生成对应于所述施加的力的一个或多个电信号，所述一个或多个信号由所述力传感器生成；

确定所述施加的力的测量，所述测量由联接到所述力传感器的处理单元来确定；以及

在联接到所述处理单元的显示器上显示所述测量。

16.根据权利要求15所述的方法，其还包括以下步骤：

检测一个或多个物体是否在板上的一个或多个孔内，由联接到所述一个或多个孔的一个或多个传感器来实现所述检测；

响应于所述检测而生成一个或多个电信号，所述生成由所述一个或多个传感器来实现；以及

由所述处理单元接收所述一个或多个信号，所述处理单元联接到所述一个或多个传感器。

17.根据权利要求所述的方法16，其还包括以下步骤：

提供时间戳记以指示所述一个或多个物体何时插入到所述一个或多个孔内或者何时从所述一个或多个孔移除。

18.根据权利要求15所述的方法，其还包括以下步骤：

由所述处理单元至少部分地基于施加到所述力传感器的力类型来确定进行的测试类型。

19.根据权利要求15所述的方法，其还包括以下步骤：

约束所述使用者的手来隔离待测试的所述手的部分；以及

将所述手的隔离部分联接到所述传力构件；

其中由所述使用者施加的力为在所述后把手上的拉力。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述使用者通过朝向所述前把手向内推所述后把手来施加所述力。

21.根据权利要求15所述的方法，其还包括以下步骤：

向所述使用者提供与所述施加的力相关联的信息，所述信息包括有效力范围，其允许所述使用者使得施加到所述装置上的力在所述范围内最大。

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