CN110772257A - 手持式脊柱静态曲率的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式脊柱静态曲率的检测装置，包括：手持式检测单元及处理终端；手持式检测单元于人体背部上沿脊柱的方向进行滑动扫描以获得脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离；处理终端电性连接于手持式检测单元，处理终端根据脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。本发明提供了一种便捷绿色安全的脊柱静态曲率的检测装置，不受区域、时间、人员限制随时可进行检测，因此可进行提前检测预防，操作简单、使用便捷、检测费用低利于推广使用。

Description

手持式脊柱静态曲率的检测装置

技术领域

本发明涉及一种脊柱静态曲率的检测装置，特别涉及一种手持式脊柱静态曲率的检测装置。

背景技术

目前针对老年人脊柱退变畸形状态的测评主要依靠临床医生，尤其是骨科医生询问病情来完成，就诊时已经症状严重，错过了最好的预防时机；测评的方法也比较单一，仅仅依靠影像学技术，包括X光片、CT和核磁共振检查，其原理过程为通过对脊柱发射X射线，再由探测器接收透过脊柱的X射线，将其转变为可见光后，由光电转换变为电信号，在经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机处理，最终以图影的形式体现出来。但在实际使用中，发现这种检测设备机构体积较大受区域限制不便于随时检测和推广，且费用昂贵，同时X射线具有辐射，经常检测对人体有伤害。

因此急需开发一种克服上述缺陷的手持式脊柱静态曲率的检测装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种手持式脊柱静态曲率的检测装置，其中，包括：

手持式检测单元，于人体背部上沿脊柱的方向进行滑动扫描以获得脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离；

处理终端，电性连接于所述手持式检测单元，所述处理终端根据脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

上述的检测装置，其中，所述手持式检测单元包括：

第一采集模块，电性连接于所述处理终端，采集并输出脊柱长度；

第二采集模块，电性连接于所述处理终端，采集并输出脊柱曲率角度；

第三采集模块，电性连接于所述处理终端，采集并输出每一时刻脊柱与背部之间的距离。

上述的检测装置，其中，所述处理终端包括：

冠状面曲线获得模块，根据脊柱长度与脊柱曲率角度拟合获得脊柱的冠状面曲线；

矢状面曲线获得模块，根据脊柱长度与脊柱曲率角度拟合获得脊柱的矢状面曲线；

脊柱曲线获得模块，根据冠状面曲线及矢状面曲线获得脊柱曲线；

静态曲率获得模块，根据脊柱曲线及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

上述的检测装置，其中，所述处理终端还包括：显示模块，用以显示脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

上述的检测装置，其中，所述手持式检测单元还括手持式外壳，所述第一采集模块、所述第二采集模块及所述第三采集模块装设于所述手持式外壳上。

上述的检测装置，其中，所述第一采集模块包括加速度计及处理器，所述加速度计测量获得瞬时加速度，所述处理器根据所述瞬时加速度获得脊柱长度。

上述的检测装置，其中，所述第二采集模块为电角度传感器，通过所述电角度传感器采集获得脊柱曲率角度，所述第三采集模块为超声传感器，通过所述超声传感器采集获得每一时刻脊柱与背部之间的距离。

上述的检测装置，其中，所述第一采集模块及所述第二采集模块为一集成的惯性导航仪，通过所述惯性导航仪采集获得脊柱长度及脊柱曲率角度。

上述的检测装置，其中，脊柱曲率角度包括：脊椎冠状面上与竖直方向的第一夹角，以及脊柱矢状面上与竖直方向的第二夹角，所述冠状面曲线获得模块根据脊柱长度及第一夹角拟合获得所述冠状面曲线，所述矢状面曲线获得模块根据脊柱长度及第二夹角拟合获得所述矢状面曲线。

上述的检测装置，其中，所述处理器根据以下公式获得脊柱长度：

其中t1为初始时间，t2为结束时间，a(t)为瞬时加速度，S为脊柱长度。

本发明针对于现有技术其功效在于：本发明提供了一种便捷绿色安全的脊柱静态曲率的检测装置，产品集成超声探测仪和电角度传感器于手持式检测单元的外壳上，不受区域、时间、人员限制随时可进行检测，因此可进行提前检测预防，操作简单、使用便捷、检测费用低利于推广使用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明手持式脊柱静态曲率的检测装置的结构示意图；

图2为第一夹角示意图；

图3为第二夹角示意图。

其中，附图标记为：

手持式检测单元：11

第一采集模块：111

加速度计：1111

处理器：1112

第二采集模块：112

第三采集模块：113

手持式外壳：114

处理终端：12

冠状面曲线获得模块：121

矢状面曲线获得模块：122

脊柱曲线获得模块：123

静态曲率获得模块：124

显示模块：125

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

请参照图1，图1为本发明手持式脊柱静态曲率的检测装置的结构示意图。如图1所示，本发明的检测装置包括：手持式检测单元11及处理终端12；手持式检测单元11于人体背部上沿脊柱的方向进行滑动扫描以获得脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离，处理终端12电性连接于手持式检测单元11，处理终端12根据脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

其中，具体地说，检测时由手持式检测单元11对准人体背部脊柱从颈椎处到腰椎匀速缓慢滑动，并且在滑动过程中保持与脊柱的走向一致，从而对脊柱进行扫描，但本发明并不扫描方向进行限定，在本发明的另一实施例中，也可由手持式检测单元11对准人体背部脊柱从腰椎处到颈椎匀速缓慢滑动从而对脊柱进行扫描。

进一步地，手持式检测单元11包括：第一采集模块111、第二采集模块112、第三采集模块113及手持式外壳114；第一采集模块111、第二采集模块112及第三采集模块113装设于手持式外壳114上；第一采集模块111电性连接于处理终端12，采集并输出脊柱长度；第二采集模块112电性连接于处理终端12，采集并输出脊柱曲率角度；第三采集模块13电性连接于处理终端12，采集并输出每一时刻脊柱与背部之间的距离。

其中，第一采集模块111包括加速度计1111及处理器1112，加速度计1111测量获得瞬时加速度，处理器1112根据瞬时加速度积分获得脊柱长度。具体地说，在检测过程中手持装置人体背部接触，在移动过程中测量加速度，手持式检测单元11从颈椎到腰椎这段时间的加速度然后通过后处理器1112对瞬时加速度从初始时间到结束时间这段时间进行积分计算出颈椎到腰椎这段脊柱的长度，积分计算的公式为：

其中t1为初始时间，t2为结束时间，a(t)为瞬时加速度，S为脊柱长度。

第二采集模块112为电角度传感器，通过电角度传感器采集获得脊柱曲率角度。具体地说，在本实施例中，脊柱曲率角度包括：脊椎冠状面上与竖直方向的第一夹角以及脊柱矢状面上与竖直方向的第二夹角，在检测过程中，手持式检测单元11在贴合人体背部滑动时根随背部曲率的变化相应的进行浮摆，电角传感器以手持式外壳114的底部平面为基准，即可分别测出底部平面在脊椎冠状面上与竖直方向的第一夹角a，以及底部平面在脊柱矢状面上与竖直方向的第二夹角b，请参照图2、图3，图2为第一夹角示意图，图3为第二夹角示意图。

第三采集模块113为超声传感器，通过超声传感器采集获得每一时刻脊柱与背部之间的距离。具体地说，超声传感器在手持式检测单元11滑动过程中检测人体背部到脊柱的距离，从而确定脊柱和后背的位置关系。

需要说明的是，在本实施例中，以手持式外壳114为一鼠标器外壳以便于抓取操作为较佳的实施方式。

又进一步地，处理终端12包括：冠状面曲线获得模块121、矢状面曲线获得模块122、脊柱曲线获得模块123及静态曲率获得模块124。

其中，冠状面曲线获得模块121根据脊柱长度与脊柱曲率角度拟合获得脊柱的冠状面曲线。具体地说，冠状面曲线获得模块121根据第一采集模块111测出的脊柱长度及第二采集模块112测出的第一夹角a通过位移和方向计算出一条二维的冠状面曲线。

矢状面曲线获得模块122根据脊柱长度与脊柱曲率角度拟合获得脊柱的矢状面曲线。具体地说，矢状面曲线获得模块122根据第一采集模块111测出的脊柱长度及第二采集模块112测出的第二夹角b通过位移和方向计算出一条二维的矢状面曲线，其计算方式与计算冠状面曲线的方式相同，因此在此就不再赘述了。

脊柱曲线获得模块123根据冠状面曲线及矢状面曲线获得脊柱曲线，具体地说，脊柱曲线获得模块123将冠状面曲线和矢状面曲线通过交叉垂直投影得出相交曲线此曲线为三维脊柱曲线。

静态曲率获得模块124，在手持设备移动过程中超声传感器持续对脊柱发射超声波，被脊柱反射回的超声波被超声传感器接收到，从发射到接收到这个时间段再根据波速可以计算出超声传感器与脊柱的距离，从而根据脊柱曲线及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

更进一步地，处理终端还包括：显示模块125，显示模块125用以接收并显示脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

值得注意的是，在本发明的另一实施例中，第一采集模块111及第二采集模块112为一集成的惯性导航仪，通过惯性导航仪采集获得脊柱长度及脊柱曲率角度。具体地说，惯性导航仪是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统设备。该惯性导航仪满足角度测量，也能根据手持式检测单元11的滑动时间与滑动速度进行积分算出脊柱的长度。

综上所述，本发明通过第一采集模块测量脊柱长度，第二采集模块检测脊柱曲线角度，第三采集模块检测脊柱与后背的距离，最后由后处理算法将脊柱长度和角度拟合出脊柱三维曲线并在显示模块上显示曲线以及与后背的距离，测试过程没有辐射对人体无伤害没有副作用安全可靠；同时检测装置分为手持式检测单元11及处理终端12，操作简单不受时间地域限制，该手持式检测单元11轻便便于抓取操作，处理终端便于携带，体积小重量轻，有利于推广。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种手持式脊柱静态曲率的检测装置，其特征在于，包括：

手持式检测单元，于人体背部上沿脊柱的方向进行滑动扫描以获得脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离；

处理终端，电性连接于所述手持式检测单元，所述处理终端根据脊柱长度、脊柱曲率角度及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述手持式检测单元包括：

第一采集模块，电性连接于所述处理终端，采集并输出脊柱长度；

第二采集模块，电性连接于所述处理终端，采集并输出脊柱曲率角度；

第三采集模块，电性连接于所述处理终端，采集并输出每一时刻脊柱与背部之间的距离。

3.如权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于，所述处理终端包括：

冠状面曲线获得模块，根据脊柱长度与脊柱曲率角度拟合获得脊柱的冠状面曲线；

矢状面曲线获得模块，根据脊柱长度与脊柱曲率角度拟合获得脊柱的矢状面曲线；

脊柱曲线获得模块，根据冠状面曲线及矢状面曲线获得脊柱曲线；

静态曲率获得模块，根据脊柱曲线及每一时刻脊柱与背部之间的距离获得脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述处理终端包括：显示模块，用以显示脊柱静态曲率及脊柱与背部之间的位置关系。

5.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述手持式检测单元还括手持式外壳，所述第一采集模块、所述第二采集模块及所述第三采集模块装设于所述手持式外壳上。

6.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述第一采集模块包括加速度计及处理器，所述加速度计测量获得瞬时加速度，所述处理器根据所述瞬时加速度获得脊柱长度。

7.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述第二采集模块为电角度传感器，通过所述电角度传感器采集获得脊柱曲率角度，所述第三采集模块为超声传感器，通过所述超声传感器采集获得每一时刻脊柱与背部之间的距离。

8.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述第一采集模块及所述第二采集模块为一集成的惯性导航仪，通过所述惯性导航仪采集获得脊柱长度及脊柱曲率角度。

9.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，脊柱曲率角度包括：脊椎冠状面上与竖直方向的第一夹角，以及脊柱矢状面上与竖直方向的第二夹角，所述冠状面曲线获得模块根据脊柱长度及第一夹角拟合获得所述冠状面曲线，所述矢状面曲线获得模块根据脊柱长度及第二夹角拟合获得所述矢状面曲线。

10.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述处理器根据以下公式获得脊柱长度：

其中t1为初始时间，t2为结束时间，a(t)为瞬时加速度，S为脊柱长度。

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