CN112601146A - 监测与分析膝关节部位声音与振动的可穿戴设备 - Google Patents

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    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items

Abstract

本发明属于可穿戴设备技术领域，具体为一种监测与分析膝关节部位声音与振动的可穿戴设备。本发明的可穿戴设备包含具有监测关节声音或振动的微型传感器；该传感器置于可穿戴或固定在关节部位的装置或器材的外表面或内部，在人体或者动物在运动或静止状态下实时或者延迟记录关节部位的发出的声音或者振动，并将记录的数据发送到数据接收与分析的设备上。本发明的可穿戴设备，记录与传输关节的声音与振动，并通过数据接收与处理装置分析被监测关节的运动情况，分析结果包括运动方式是否损害关节，关节的损伤程度，以及是否需要停止运动或者推荐正确的运动方式。

Description

监测与分析膝关节部位声音与振动的可穿戴设备
技术领域
本发明属于可穿戴设备技术领域，具体涉及人体关节保护装置。
背景技术
随着近年来，人们生活水平的不断提升，参与身体锻炼的人数不断增加，各种运动方式也日渐丰富，上述状况使得因运动方式不正确或选择不适合自己的运动方式，导致有越来越多的人受到运动损伤，其中就包括各种关节损伤。
关节在受损后，医务人员对于关节的受损程度通常通过患者自述，关节外观，X光片，核磁共振以及内窥镜为判断依据，来诊断关节部位的受损情况。然而上述诊断方法如患者自述与关节外观的准确性不够，而X光片、核磁共振以及内窥镜耗时且费用较高，另一方面患者在就诊的时候已经出现的较为严重的运动障碍，所以如果能有一种装置可以一方面随时随身监控运动人士的膝关节运动情况，另一方面能够在产生运动障碍之前给出运动分析与预警，则可能大大降低运动人士因运动方式不当所造成的膝关节损伤。
研究显示运动中发出的声音的频率或振动与受损的部位与严重程度有相关性。研究表明当关节受损，例如软骨磨损，关节液异常分泌等情况下，关节因骨（软骨）间摩擦而发出声音或产生振动，而声音和振动的频率与强度与受损的方式与程度息息相关。如果能够利用这种关联性，利用关节在运动时发出的声音和振动，并实时记录与分析这些声音与振动，从而可以在运动者在运动的时候实时掌握自身的运动情况，包括运动是否合理，运动是否过量，运动强度是否过大等情况。
可穿戴设备是近年来随着移动通讯技术与传感器技术不断发展而兴起的一类集合了随身穿戴，实时记录，周期统计，及数据分析等功能的小型/微型电子设备。这类设备的出现极大促进和丰富了人们的运动热情与运动方式，同时由于可穿戴设备在使用的时候方便便捷，使得使用这类设备的人数近年来屡创新高，且激活设备数量每年不断增加。可穿戴设备的日益普及同时也极大丰富的相关穿戴设备的大数据库容，通过大数据的统计与人工智能的分析，使得人工智能指导可穿戴设备的使用者如何运动成为可能。
但是，目前还未见有监测与分析膝关节活动的设备做成可穿戴形式。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于监测与分析膝关节部位声音与振动的可穿戴设备，以方便对关节部位的声音与振动的数据进行分析，并根据数据分析结果，对可穿戴设备的使用者进行运动指导与辅助疾病诊断。
本发明提供的监测与分析膝关节部位声音与振动的可穿戴设备，包括两个部分，第一部分为用于监测膝关节部位声音与振动的传感器，具体为蓝牙麦克风系统；该蓝牙麦克风系统利用微型麦克风将声音转化为电信号，并将电信号传输到蓝牙装置；然后蓝牙装置再将声音信号传输到计算机或者手机上以进行分析；第二部分是护膝，用于固定蓝牙麦克风，护膝内部有2-3处用于放置蓝牙麦克风的固定位，以防止在人体在运动时导致的蓝牙麦克风的脱落。参见图1、图2所示。
本发明中，所述蓝牙麦克风系统可以从护膝内部取下，并放置在充电盒中进行充电。
本发明中，所述蓝牙麦克风系统采集的声音数据传输到手机或者计算机后，可以在相关软件或者应用程序内进行分析，以便给出膝关节是否有损伤以及损伤类型。
本发明还提出监测与分析关节部位声音与振动的可穿戴设备的使用方法，具体步骤为：
（1）对可穿戴设备进行充电，使其具备一定的使用时间；
（2）将可穿戴设备穿戴于关节部位，并固定，使得该设备能够有效的固定住关节；
（3）使用者在运动中正常使用该可穿戴设备，并运动一段时间；然后，将外配分析装置与本发明的可穿戴设备连接，把运动时段内获取的数据传输到分析装置，分析装置再将分析结果呈现给使用者；
（4）使用结束后，使用者将该可穿戴设备从关节处取下。
本发明的监测与分析关节部位声音与振动的可穿戴设备，为运动人士与相关关节病患者提供一种运动分析装置，能够利用基础数据库与大数据解析，分析运动者的运动方式，为运动人士或医生提供自身或患者的运动状态与建议，比如当前运动是否合适，是否有风险，患者的损伤部位，预后如何等信息。
因此，本发明就是利用可监测声音与振动的传感器，并将上述传感器集成在关节保护装置内，制成可穿戴的并能够监测关节声音与振动的设备。该种可穿戴设备能够将监测到的声音与振动转化成数字信息，并将上述信息传输给数据分析装置，最终依托大数据与人工智能，分析出该种可穿戴设备使用者的关节健康状态，并给出运动建议等。
附图说明
图1 用于监测与分析膝关节部位振动的可穿戴设备的外观示意图，图中表示有蓝牙麦克风的位置。
图2蓝牙麦克风的示意图。其中，（A）为蓝牙麦克风在呼吸中与髌骨的位置关系；（B）为蓝牙麦克风底部示意图；（C）为蓝牙麦克风侧视图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步描述本发明。
实施例1
本装置分为两部分，第一部分是用于接受声音的蓝牙麦克风系统。该系统利用微型麦克风将声音转化为电信号，并将电信号传输到蓝牙装置，之后蓝牙装置再将声音信号传输到计算机或者手机上以进行分析；第二部分是用于固定蓝牙麦克风的护膝，每个护膝内部有2-3处可用于放置蓝牙麦克风的固定位，通常每个护膝中集成3个蓝牙麦克风，分布于膝盖髌骨的三个侧面位置，以防止在人体在运动时导致的蓝牙麦克风的脱落，如图2（A）所示。每个蓝牙麦克风的底部设有网罩孔，侧面设有USB充电口，中间为麦克风声音采集不见和蓝牙传输部件，如图2（B、C）所示。
蓝牙麦克风系统可以从护膝内部取下，并放置在充电盒中进行充电。
蓝牙麦克风系统采集的声音数据传输到手机或者计算机后，可以在相关软件或者应用程序内进行分析，以便给出膝关节是否有损伤以及损伤类型。

Claims (3)

1.一种监测与分析膝关节部位声音与振动的可穿戴设备，其特征在于，包括两个部分，第一部分为用于监测膝关节部位声音与振动的传感器，具体为蓝牙麦克风系统；该蓝牙麦克风系统利用微型麦克风将声音转化为电信号，并将电信号传输到蓝牙装置；然后蓝牙装置再将声音信号传输到计算机或者手机上以进行分析；第二部分是护膝，用于固定蓝牙麦克风，护膝内部有2-3处用于放置蓝牙麦克风的固定位，以防止在人体在运动时导致的蓝牙麦克风的脱落。
2.根据权利要求1所述的的可穿戴设备，其特征在于，所述蓝牙麦克风系统可以从护膝内部取下，并放置在充电盒中进行充电。
3.根据权利要求1所述的的可穿戴设备，其特征在于，每个护膝中集成3个蓝牙麦克风，分布于膝盖髌骨的三个侧面位置，以防止在人体在运动时导致的蓝牙麦克风的脱落；每个蓝牙麦克风的底部设有网罩孔，侧面设有USB充电口，中间为麦克风声音采集和蓝牙传输部件。
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