CN105664470A - 基于嵌入式系统的医用康复训练仪 - Google Patents

基于嵌入式系统的医用康复训练仪 Download PDF

Info

Publication number
CN105664470A
CN105664470A CN201610269317.4A CN201610269317A CN105664470A CN 105664470 A CN105664470 A CN 105664470A CN 201610269317 A CN201610269317 A CN 201610269317A CN 105664470 A CN105664470 A CN 105664470A
Authority
CN
China
Prior art keywords
embedded
embedded microcontroller
rehabilitation training
audible
training
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610269317.4A
Other languages
English (en)
Inventor
葛超
李晓祎
邱志祺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China University of Science and Technology
Original Assignee
North China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China University of Science and Technology filed Critical North China University of Science and Technology
Priority to CN201610269317.4A priority Critical patent/CN105664470A/zh
Publication of CN105664470A publication Critical patent/CN105664470A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7405—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/06—User-manipulated weights
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A63B2071/0625—Emitting sound, noise or music
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/51—Force

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明涉及康复训练装置，具体是一种基于嵌入式系统的医用康复训练仪。包括受力检测系统和智能控制系统；受力检测系统包括力传感器和模数转换模块，智能控制系统包括嵌入式微控制器、声光报警器和红外遥控模块；力传感器通过模数转换模块连接嵌入式微控制器，将力信号输入至嵌入式微控制器；声光报警器和红外遥控模块分别连接嵌入式微控制器，红外遥控模块将设定的训练时间及报警阈值存储到嵌入式微控制器中，声光报警器在施力达到报警阈值和达到设定训练时间时发出声音警报。本发明可使病人在监控系统的保护下进行高效的康复训练活动，极大地提高了病人的骨折愈合率，缩短治疗时间，特别适用于下肢骨折病人康复训练。

Description

基于嵌入式系统的医用康复训练仪
技术领域
本发明涉及康复训练装置，具体是一种基于嵌入式系统的医用康复训练仪。
背景技术
随着医疗器械自动化技术的不断发展，人们对医疗器械设备本身的要求不断提高。在骨科学领域，如何科学、有效、安全地开展对下肢骨折病人的康复训练，最大程度地减轻病人的痛苦，缩短康复疗程，降低致残率，提高疗效，使骨折病人能够尽早地恢复伤病前的生活和工作状态，是医务工作者的一贯追求。以往的主治医生在指导下肢骨折病人做康复训练时，一方面主治医生主要依靠自己的经验，另一方面病人主要凭自己的主观感觉，缺乏科学、严谨的治疗方案，由于在进行下肢康复训练时，不能更好的掌握训练的强度，所以容易造成令人难以忘怀的悲剧。
发明内容
本发明针对现有下肢骨折康复训练设备不能定量检测下肢康复训练过程中的施力大小问题，提供一种基于嵌入式系统的医用康复训练仪。其利用智能嵌入式系统将骨折病人的康复训练进行量化，并且可以调节报警范围及设定病人康复训练时间，使病人能够在合理的受力范围内进行科学高效的康复训练。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种基于嵌入式系统的医用康复训练仪，包括受力检测系统和智能控制系统；
受力检测系统包括力传感器和模数转换模块，智能控制系统包括嵌入式微控制器、声光报警器和红外遥控模块；
力传感器通过模数转换模块连接嵌入式微控制器，将力信号输入至嵌入式微控制器；
声光报警器和红外遥控模块分别连接嵌入式微控制器，红外遥控模块将设定的训练时间及报警阈值存储到嵌入式微控制器中，声光报警器在施力达到报警阈值和达到设定训练时间时发出声音警报。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：
临床医生根据病人的骨折愈合情况设定受力最大报警极限和训练时间，通过红外遥控器发送到控制器模块，使病人在监控系统的保护下进行高效的康复训练活动，极大地提高了病人的骨折愈合率，缩短治疗时间，特别适用于下肢骨折病人康复训练。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：
力传感器为应变片压力传感器。
模数转换模块由高精度24位模数转换芯片AD7767构成。
嵌入式微控制器为STM32F103单片机。
声光报警器由蜂鸣器和红色LED发光二极管构成。
红外遥控模块由红外遥控接收头SM0038构成。
还包括由DS1340芯片组成的实时时钟电路，实时时钟电路通过其2线串行接口连接嵌入式微控制器。
还包括由2位7段LED数码管组成的LED数码管显示器，LED数码管显示器用来显示病人的施力大小及设定训练时间。
还包括由可充电电池和电源检测芯片组成的充电电池组及电源管理模块，充电电池组及电源管理模块与嵌入式微控制器的电源输入端口连接。
还包括USB接口调试模块，USB接口调试模块连接嵌入式微控制器得下载端口。
附图说明
图1本发明实施例系统总体结构图。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不对本发明构成任何限制。
参见图1，一种基于嵌入式系统的医用康复训练仪，由受力检测系统和智能控制系统两部分构成；其中，受力检测系统由力传感器和模数转换模块组成；智能控制系统由嵌入式微控制器、声光报警器、红外遥控模块、实时时钟电路、LED数码管显示器、充电电池组及电源管理模块、USB接口调试模块组成。
力传感器为应变片压力传感器；模数转换模块由高精度24位模数转换芯片AD7767构成；嵌入式微控制器为STM32F103单片机；声光报警器由蜂鸣器和红色LED发光二极管构成；红外遥控模块由红外遥控接收头SM0038构成；实时时钟电路由DS1340芯片组成；LED数码管显示器由2位7段LED数码管组成；充电电池组及电源管理模块由可充电电池和电源检测芯片组成。
力传感器通过模数转换模块连接嵌入式微控制器，将力信号输入至嵌入式微控制器。
声光报警器和红外遥控模块分别连接嵌入式微控制器，当检测到病人施力超过报警阈值则由微控制器发出指令，使声光报警器的蜂鸣器发出声音同时红色LED发光二极管变亮；红外遥控模块用来接收遥控器发出的红外信号指令，并将这些指令存储到智能控制器内部存储单元。
实时时钟电路通过其2线串行接口连接嵌入式微控制器，用来产生嵌入式微控制器所需的精确时间，同时记录病人的训练时间，当达到主治医生预先设定的训练时间则发出声光警报。
LED数码管显示器用来显示病人的施力大小及设定训练时间。
充电电池组及电源管理模块与嵌入式微控制器的电源输入端口连接，充电电池组及电源管理模块用来给智能控制器提供电源，同时检测电池组的电量，当电池电量低于极限阈值时则发出红光闪烁报警；USB接口调试模块连接嵌入式微控制器得下载端口，USB接口调试模块用于在研发过程中下载调试程序，由开发人员先在计算机上编制调试好可执行的程序文件，通过USB接口下载到智能控制器。
本发明使用时，病人将装有力传感器的底板固定在骨折腿底部，将智能控制系统主机固定在腿部外侧，病人佩戴该康复训练设备利用双拐进行负重康复训练。主治医生根据骨折病人的愈合状况，通过遥控器预先设定病人康复训练时间及最大施力报警阈值，存储到该康复训练仪智能控制模块内部。骨折病人在规定好的时间内进行负重康复训练，并且主观让受伤腿部对力检测模块施力，从而刺激骨折创面的愈合生长。当施力较小时，声光报警器不发出声音警报，病人可以大胆的进行施力。当施力达到主治医生预先设定的报警阈值时则发出声音警报，提醒病人减小施力程度，保护受伤腿部因施力过大而造成负损伤。当到达设定的训练时间后发出声音警报，提醒病人进行休息。该康复训练仪解决了骨折病人无法掌握负重施力大小问题，将病人的施力进行量化，使整个康复训练过程更加科学、合理、高效。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种基于嵌入式系统的医用康复训练仪，包括受力检测系统和智能控制系统，其特征在于：
受力检测系统包括力传感器和模数转换模块，智能控制系统包括嵌入式微控制器、声光报警器和红外遥控模块；
力传感器通过模数转换模块连接嵌入式微控制器，将力信号输入至嵌入式微控制器；
声光报警器和红外遥控模块分别连接嵌入式微控制器，红外遥控模块将设定的训练时间及报警阈值存储到嵌入式微控制器中，声光报警器在施力达到报警阈值和达到设定训练时间时发出声音警报。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：力传感器为应变片压力传感器。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：模数转换模块由高精度24位模数转换芯片AD7767构成。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：嵌入式微控制器为STM32F103单片机。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：声光报警器由蜂鸣器和红色LED发光二极管构成。
6.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：红外遥控模块由红外遥控接收头SM0038构成。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：还包括由DS1340芯片组成的实时时钟电路，实时时钟电路通过其2线串行接口连接嵌入式微控制器。
8.根据权利要求1-6任一权利要求所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：还包括由2位7段LED数码管组成的LED数码管显示器，LED数码管显示器用来显示病人的施力大小及设定训练时间。
9.根据权利要求1-6任一权利要求所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：还包括由可充电电池和电源检测芯片组成的充电电池组及电源管理模块，充电电池组及电源管理模块与嵌入式微控制器的电源输入端口连接。
10.根据权利要求1-6任一权利要求所述的基于嵌入式系统的医用康复训练仪，其特征在于：还包括USB接口调试模块，USB接口调试模块连接嵌入式微控制器得下载端口。
CN201610269317.4A 2016-04-27 2016-04-27 基于嵌入式系统的医用康复训练仪 Pending CN105664470A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610269317.4A CN105664470A (zh) 2016-04-27 2016-04-27 基于嵌入式系统的医用康复训练仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610269317.4A CN105664470A (zh) 2016-04-27 2016-04-27 基于嵌入式系统的医用康复训练仪

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105664470A true CN105664470A (zh) 2016-06-15

Family

ID=56215974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610269317.4A Pending CN105664470A (zh) 2016-04-27 2016-04-27 基于嵌入式系统的医用康复训练仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105664470A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110037695A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 河南翔宇医疗设备股份有限公司 一种吞咽训练仪

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200948141Y (zh) * 2006-09-15 2007-09-19 北京国卫创新科技发展有限公司 下肢康复施力监测器
CN102274034A (zh) * 2011-05-30 2011-12-14 河北晓示医疗器械有限公司 智能型下肢康复监测装置
CN102715913A (zh) * 2012-07-12 2012-10-10 上海市第五人民医院 一种应用于下肢骨折康复病人的应力监护装置
CN203776917U (zh) * 2014-04-11 2014-08-20 佛山市乙太医疗用品有限公司 下肢术后负荷监测及减压装置
CN205569709U (zh) * 2016-04-27 2016-09-14 华北理工大学 基于嵌入式系统的医用康复训练仪

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200948141Y (zh) * 2006-09-15 2007-09-19 北京国卫创新科技发展有限公司 下肢康复施力监测器
CN102274034A (zh) * 2011-05-30 2011-12-14 河北晓示医疗器械有限公司 智能型下肢康复监测装置
CN102715913A (zh) * 2012-07-12 2012-10-10 上海市第五人民医院 一种应用于下肢骨折康复病人的应力监护装置
CN203776917U (zh) * 2014-04-11 2014-08-20 佛山市乙太医疗用品有限公司 下肢术后负荷监测及减压装置
CN205569709U (zh) * 2016-04-27 2016-09-14 华北理工大学 基于嵌入式系统的医用康复训练仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110037695A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 河南翔宇医疗设备股份有限公司 一种吞咽训练仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA201170910A1 (ru) Идентификация устройства с автономным питанием, подключенного к медицинскому устройству
CN103989528B (zh) 一体化多参数生理状态监测系统
WO2008057302A3 (en) Automated external defibrillator (aed) system with multiple patient wireless monitoring capability
CN205642450U (zh) 浴室环境监控系统
WO2017148209A1 (zh) 用于监测伤口出血的智能纱布
CN105726048A (zh) 一种骨科常见疾病的功能锻炼监测装置
CN205054198U (zh) 一种基于中医把脉、血压和呼吸频率测量的智能诊病手环
CN102274034A (zh) 智能型下肢康复监测装置
CN205569709U (zh) 基于嵌入式系统的医用康复训练仪
CN103783697A (zh) 一种带有心率测量功能的多功能护腕
WO2016041427A1 (zh) 一种便携式肌电信号肌肉康复治疗系统
CN105664470A (zh) 基于嵌入式系统的医用康复训练仪
CN207236289U (zh) 一种多功能智能手环
CN205548535U (zh) 一种健康状况检测智能手环
WO2017128841A1 (zh) 多功能数字化救护头盔
CN204839546U (zh) 一种组合检测手掌握力和手指压力的装置
CN204218897U (zh) 心脏外科术后护理监察仪
CN204293194U (zh) 一种神经内科检查装置
CN207744558U (zh) 一种动物监测电路及地垫
CN206809285U (zh) 医用重力康复仪
CN202859090U (zh) 麻醉检测仪
CN205459361U (zh) 可感测压力的医用石膏
CN204105075U (zh) 一种老年人智能监护手杖
CN202714852U (zh) 一种多功能的针灸穴位检测装置
CN104644190A (zh) 踝关节康复受力测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160615

RJ01 Rejection of invention patent application after publication