CN112603298B - 多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统 - Google Patents

多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统。现有手部康复评估依靠人工。本发明包括数据手套、主机、侧捏装置、圆柱体抓握装置和球体抓握装置；数据手套的各惯性传感器固定于基底上并直接贴于手部相应位置，消除了传统数据手套因传感器内嵌于手套导致检测时与手部皮肤存在相对位移的缺陷；侧捏装置、圆柱体抓握装置和球体抓握装置均通过应变片构建电桥，患者抓握时应变片的阻值变化使得电桥输出电压变化；输出电压信号经放大、滤波和模数转换后传给主控芯片，主控芯片将得到的压力数据传给主机；主机结合压力数据和惯性传感器的数据进行分析。本发明将康复评估的结果由定性转为定量，提高了评估的准确性和客观性。

Description

多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统
技术领域
本发明涉及健康检测设备技术领域，具体涉及一种对手功能障碍患者的手部进行康复进度评估的系统。
背景技术
手作为人体最重要的器官之一，在生活中承担着举足轻重的作用。脑卒中患者在发病后会出现半身肢体运动障碍，当患者进行康复训练时，通过对其手部康复过程的阶段性评定对于整体病情的把握有着举足轻重的作用。医学界对于手功能评定的标准并不相同，常见的手功能评估标准有Fugl-Meyer上肢运动功能评定量表(U-FMA)、运动功能状态量表(MSS)、Wolf运动功能测试量表(WMFT)、布勒茨手部测试量表(Bzh)等。其中，U-FMA的评估内容包括以下几项：1.手指集团屈曲，2.手指集团伸展，3.钩状抓握，4.侧捏，5.圆柱状抓握，6.球形抓握。但是因为传统治疗需要医师进行一对一的人工康复评估，不仅耗时长，也存在评估的准确性和客观性的问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，基于U-FMA量表的测试内容对患者手功能康复进行评估，不仅省却了医师在康复评估方面的耗时，也将康复评估的结果由定性转为定量，提高了评估的准确性和客观性。
本发明采用以下技术方案：
本发明多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，包括数据手套、主机、侧捏装置、圆柱体抓握装置和球体抓握装置；所述的数据手套包括八个以上惯性传感器；所述的惯性传感器固定于基底上，基底底部涂胶；所有惯性传感器的信号输出端均与主机通信，主机通过无线通信模块与终端设备通信。
所述的侧捏装置包括从机一、两个受力外壳和四个弹性敏感元件一；两个受力外壳通过螺钉固定；四个弹性敏感元件一在两个受力外壳内阵列排布；所述弹性敏感元件一的两端分别与两个受力外壳固定；弹性敏感元件一的其中一端两侧分别固定应变片RS1和应变片RS2；应变片RS1、应变片RS2、固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成半桥电路；各半桥电路的输出电压信号传给从机一；从机一通过无线通信模块与主机通讯。
所述的圆柱体抓握装置包括芯轴、弹性敏感元件二、受力外壳、固定外壳、下筒体、上部固定盖板和从机二；所述芯轴的一端与下筒体固定，从机二固定在芯轴另一端；其中一个半圆形的固定外壳与下筒体固定，两个固定外壳固定；上部固定盖板与两个固定外壳均固定；四个弹性敏感元件二沿芯轴轴向并排布置，第五个弹性敏感元件二位于芯轴上与其余四个弹性敏感元件二圆周角相差180度的位置处；每个弹性敏感元件二的一端均与芯轴通过螺栓和螺母连接，另一端分别与一个半圆形的受力外壳通过螺栓和螺母连接；并排的四个受力外壳中最靠近固定外壳的受力外壳以及另一侧单独的一个受力外壳与两个固定外壳分别固定；并排的四个受力外壳中每相邻两个相互固定；弹性敏感元件二与受力外壳连接的一端两侧分别固定应变片RS1和应变片RS2；弹性敏感元件二上应变片RS1和应变片RS2与固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成的半桥电路的输出电压信号传给从机二；从机二通过无线通信模块与主机通讯。
所述的球体抓握装置包括基座、弹性敏感元件三、受力壳体和从机三。沿周向均布的六片弹性敏感元件三的两端均与基座通过螺栓和螺母连接；每片弹性敏感元件三外设置一个弧形的受力壳体；受力壳体两端均与基座通过螺栓和螺母连接；所述弹性敏感元件三一端的两侧分别固定应变片RS3和应变片RS4，另一端的两侧分别固定应变片RS5和应变片RS6；应变片RS3、应变片RS4、定应变片RS5和应变片RS6构成全桥电路；各全桥电路的输出电压信号传给从机三；从机三通过无线通信模块与主机通讯；从机三固定在基座上。
优选地，所述的惯性传感器通过基底粘贴于手掌上。
优选地，所述的惯性传感器有十七个，使用时，与十七个惯性传感器固定的各个基底分别粘贴于手掌背面的大拇指第一指节、大拇指第二指节、掌骨与大拇指连接位置、食指第一指节、食指第二指节、食指第三指节、中指第一指节、中指第二指节、中指第三指节、无名指第一指节、无名指第二指节、无名指第三指节、小拇指第一指节、小拇指第二指节、小拇指第三指节、手腕背面和手掌背部中心位置。
优选地，所述的从机一和从机二均包括放大电路一、基准电压电路、模拟开关电路、滤波电路、模数转换电路和主控芯片；所述的从机三包括放大电路二、基准电压电路、模拟开关电路、滤波电路、模数转换电路和主控芯片；侧捏装置的所有半桥电路由从机一的基准电压电路供电，圆柱体抓握装置的所有半桥电路由从机二的基准电压电路供电，球体抓握装置的所有全桥电路由从机三的基准电压电路供电；侧捏装置中四个半桥电路的输出电压分别经一个放大电路一放大后输入从机一的模拟开关电路，圆柱体抓握装置中五个半桥电路的输出电压分别经一个放大电路一放大后输入从机二的模拟开关电路，球体抓握装置中六个全桥电路的输出电压分别经一个放大电路二放大后输入从机三的模拟开关电路；从机一或从机二中，基准电压电路产生的参考电压提供给放大电路一和滤波电路，主控芯片控制模拟开关电路选通其中一路放大电路一的放大信号传输给滤波电路，滤波电路滤波后的信号传给模数转换电路，模数转换电路输出的数字信号传给主控芯片；从机三中，基准电压电路产生的参考电压提供给放大电路二和滤波电路，主控芯片控制模拟开关电路选通其中一路放大电路二的放大信号传输给滤波电路，滤波电路滤波后的信号传给模数转换电路，模数转换电路输出的数字信号传给主控芯片。
优选地，所述的基底选用PVC发泡板。
优选地，所述惯性传感器包括加速度计、陀螺仪和磁力计。
优选地，所述的主机、从机一、从机二和从机三的主控芯片均采用STM32芯片。
优选地，所述的从机一、从机二、从机三和主机均通过锂电池供电。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：针对卒中急性期患者，通过对U-FMA手功能量表的数字化，实现了对其手功能康复过程中存在的准确性和客观性问题进行了补全，不仅省去了人工进行手功能康复评估的繁琐过程，大大方便了医师的诊断过程，而且对患者手功能状态进行了定性的评估，更是有定量的数据支撑，通过终端的可视化显示，也能提高医师诊断的准确性；此外，目前的数据手套传感器部分都是直接集成于手套中，但由于手套和皮肤表面不是完全贴合导致手部运动时会产生相对位移，针对此问题，本发明设计的数据手套将传感器固定于基底后直接贴在皮肤表面，从而消除了手套与皮肤的相对位移带来的偏差，进一步提高了手势识别的精度。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明中数据手套的结构示意图；
图3为本发明中惯性传感器与基底装配后粘附在关节上的示意图；
图4为本发明中侧捏装置的结构示意图；
图5为本发明中侧捏装置的内部零件爆炸图；
图6为本发明中弹性敏感元件一上应变片的位置以及弹性敏感元件一的受力示意图；
图7为本发明中圆柱体抓握装置的结构示意图；
图8为本发明中圆柱体抓握装置的内部零件爆炸图；
图9为本发明中弹性敏感元件二上应变片的位置以及弹性敏感元件二的受力示意图；
图10为本发明中球体抓握装置的结构示意图；
图11为本发明中球体抓握装置的内部零件爆炸图；
图12为本发明中弹性敏感元件三上应变片的位置以及弹性敏感元件三的受力示意图；
图13为半桥电路的组桥方式示意图；
图14为全桥电路的组桥方式示意图；
图15为本发明中半桥电路与放大电路一的原理图；
图16为本发明中全桥电路与放大电路二的原理图；
图17为本发明中模拟开关电路的原理图；
图18为本发明中基准电压电路的原理图；
图19为本发明中滤波电路的原理图；
图20为本发明中模数转换电路的原理图；
图中：1、惯性传感器，2、主机，3、基底，4-1、受力外壳，4-2、弹性敏感元件一，5-1、芯轴，5-2、弹性敏感元件二，5-3、受力外壳，5-4、固定外壳，5-5、上部固定盖板，5-6、从机二，6-1、基座，6-2、弹性敏感元件三，6-3、受力壳体，6-4、从机三。
具体实施方式
为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例对本发明进行进一步说明，本技术领域人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。
如图1所示，多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，包括采集手部姿态信息的数据手套、主机2以及用于评估U-FMA的侧捏装置、圆柱体抓握装置和球体抓握装置；数据手套包括十七个惯性传感器1；如图3所示，惯性传感器1固定于基底3上，基底3底部涂胶，可直接粘贴于手部相应位置处；所有惯性传感器1的信号输出端均(通过I2C协议)与主机2进行通信，主机2通过无线通信模块(型号NRF24L01)将数据传输至终端设备。
如图2所示，使用时，与十七个惯性传感器固定的各个基底分别粘贴于手掌背面的大拇指第一指节、大拇指第二指节、掌骨与大拇指连接位置、食指第一指节、食指第二指节、食指第三指节、中指第一指节、中指第二指节、中指第三指节、无名指第一指节、无名指第二指节、无名指第三指节、小拇指第一指节、小拇指第二指节、小拇指第三指节、手腕背面和手掌背部中心位置。
如图4和5所示，侧捏装置包括从机一、两个受力外壳4-1和四个弹性敏感元件一4-2；两个受力外壳4-1通过螺钉固定；弹性敏感元件一4-2两端分别与两个受力外壳4-1固定；弹性敏感元件一4-2的其中一端两侧分别固定应变片RS1和应变片RS2，如图6所示；当用户侧捏(握力F)该侧捏装置时，受力外壳变形导致贴在弹性敏感元件一上的应变片阻值发生变化，应变片因变形导致电阻变化；应变片RS1、应变片RS2、固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成半桥电路，如图13所示，设应变片RS1和应变片RS2的阻值大小分别为RS1和RS2，固定电阻RZ1和固定电阻RZ2的阻值大小分别为RZ1和RZ2；各半桥电路的输出电压信号传给从机一；从机一通过无线通信模块(型号NRF24L01)与主机通讯；半桥电路接激励电压E，则输出电压e1计算如下：
Figure BDA0002874329880000051
当弹性敏感元件一没有形变时，RS1RZ1＝RS2RZ2，电桥处于平衡状态，输出电压e1为0。当侧捏装置被侧捏时，测力点处的弹性敏感元件一4-2发生形变，贴在其两侧的应变片分别产生数值大小相等的压应变和拉应变，设压应变和拉应变数值大小均为ε1，从而导致应变片阻值发生数值大小相等的变化，设应变片阻值变化量为ΔR，设弹性敏感元件一4-2在没有形变时RS1、RS2、RZ1和RZ2的阻值均为R，则由式(1)得，当弹性敏感元件一4-2发生形变后，输出电压e1为：
Figure BDA0002874329880000052
又由于存在
Figure BDA0002874329880000061
其中K为应变片的灵敏系数；由式(2)和式(3)得
Figure BDA0002874329880000062
从而得到随应变片的应变值线性变化的输出电压e1。
如图7和8所示，圆柱体抓握装置包括芯轴5-1、弹性敏感元件二5-2、受力外壳5-3、固定外壳5-4、下筒体、上部固定盖板5-5和从机二5-6；芯轴5-1一端与下筒体固定，从机二5-6固定在芯轴5-1另一端；其中一个半圆形的固定外壳5-4与下筒体固定，两个固定外壳5-4固定；上部固定盖板5-5与两个固定外壳5-4均固定；四个弹性敏感元件二5-2沿芯轴5-1轴向并排布置，第五个弹性敏感元件二5-2位于芯轴5-1上与其余四个弹性敏感元件二5-2圆周角相差180度的位置处；每个弹性敏感元件二5-2的一端均与芯轴5-1通过螺栓和螺母连接，另一端分别与一个半圆形的受力外壳5-3通过螺栓和螺母连接；并排的四个受力外壳5-3中最靠近固定外壳5-4的受力外壳5-3以及另一侧单独的一个受力外壳5-3与两个固定外壳5-4分别固定；并排的四个受力外壳5-3中每相邻两个相互固定；弹性敏感元件二5-2为悬臂梁。弹性敏感元件二5-2与受力外壳5-3连接的一端两侧分别固定应变片RS1和应变片RS2，如图9所示。按图7所示抓握圆柱体抓握装置时，受力外壳变形导致贴在弹性敏感元件二5-2上的应变片阻值发生变化；设弹性敏感元件二5-2上应变片RS1和应变片RS2与固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成的半桥电路输出电压为e1，当用户抓握圆柱体抓握装置时，由公式(1)、公式(2)和公式(3)推导同样可得输出电压e1与应变片的应变值成线性关系的表达式，即公式(4)；弹性敏感元件二5-2上应变片RS1和应变片RS2与固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成的半桥电路的输出电压信号传给从机二5-6；从机二通过无线通信模块(型号NRF24L01)与主机通讯。
如图10和11所示，球体抓握装置包括基座6-1、弹性敏感元件三6-2、受力壳体6-3和从机三6-4。沿周向均布的六片弹性敏感元件三6-2的两端均与基座6-1通过螺栓和螺母连接；每片弹性敏感元件三6-2外设置一个弧形的受力壳体6-3；受力壳体6-3两端均与基座6-1通过螺栓和螺母连接；弹性敏感元件三6-2结构为简支梁，弹性敏感元件三6-2一端的两侧分别固定应变片RS3和应变片RS4，另一端的两侧分别固定应变片RS5和应变片RS6，如图12所示；当用户五指抓握受力壳体6-3时，应变片的阻值变化，应变片RS3、应变片RS4、定应变片RS5和应变片RS6构成全桥电路，如图14所示；各全桥电路的输出电压信号传给从机三6-4；从机三6-4通过无线通信模块(型号NRF24L01)与主机通讯；从机三6-4固定在基座2上，可将从机三6-4设计成两块PCB，相互之间用排线连接。设应变片RS3和应变片RS4的阻值大小分别为RS3和RS4，应变片RS5和应变片RS6的阻值大小分别为RS5和RS6，全桥电路接激励电压E，则输出电压e2计算如下：
Figure BDA0002874329880000071
当球体抓握装置被抓握时，测力点处的弹性敏感元件三发生形变，贴在其两侧的应变片产生数值大小相等的压应变和拉应变，设压应变和拉应变数值均为ε2，从而导致应变片阻值发生数值大小相等的变化，设应变片阻值变化大小为ΔR′，应变片RS3、应变片RS4、应变片RS5和应变片RS6在弹性敏感元件三没有形变时的阻值大小均为R，则当弹性敏感元件三6-2发生形变后，由式(5)得全桥电路的输出电压为：
Figure BDA0002874329880000072
又由于存在
Figure BDA0002874329880000073
则全桥电路的输出电压为：
e2＝Kε2E                   (7)
作为一个优选实施例，如图15、16、17、18和19所示，从机一和从机二均包括放大电路一、基准电压电路、模拟开关电路、滤波电路、模数转换电路和主控芯片；从机三包括放大电路二、基准电压电路、模拟开关电路、滤波电路、模数转换电路和主控芯片；侧捏装置的所有半桥电路由从机一的基准电压电路供电，圆柱体抓握装置的所有半桥电路由从机二的基准电压电路供电，球体抓握装置的所有全桥电路由从机三的基准电压电路供电；侧捏装置中四个半桥电路的输出电压分别经一个放大电路一放大后输入从机一的模拟开关电路，圆柱体抓握装置中五个半桥电路的输出电压分别经一个放大电路一放大后输入从机二的模拟开关电路，球体抓握装置中六个全桥电路的输出电压分别经一个放大电路二放大后输入从机三的模拟开关电路；从机一或从机二中，基准电压电路产生的参考电压提供给放大电路一和滤波电路，主控芯片控制模拟开关电路选通其中一路放大电路一的放大信号传输给滤波电路，滤波电路滤波后的信号传给模数转换电路，模数转换电路输出的数字信号传给主控芯片；从机三中，基准电压电路产生的参考电压提供给放大电路一和滤波电路，主控芯片控制模拟开关电路选通其中一路放大电路二的放大信号传输给滤波电路，滤波电路滤波后的信号传给模数转换电路，模数转换电路输出的数字信号传给主控芯片。
如图15所示，放大电路一包括仪表放大芯片U1；半桥电路的电压输出端接仪表放大芯片U1的-IN引脚和+IN引脚；由于仪表放大芯片U1存在失调电压以及应变片本身的误差导致初始条件下半桥电路不一定平衡，故在每一个半桥电路末端添加了并联的电阻RESET_1和电阻RESET_2作为调零电阻，通过选择合理阻值的调零电阻以保证在物体未受力时输出在零点。如图16所示，放大电路二包括仪表放大芯片U2；全桥电路的电压输出端接仪表放大芯片U2的-IN引脚和+IN引脚；同样，由于仪表放大芯片U2存在失调电压以及应变片本身的误差导致初始条件下全桥电路不一定平衡，故在每一个全桥电路末端添加了并联的电阻RESET_3和电阻RESET_4作为调零电阻，通过选择合理阻值的调零电阻以保证在物体未受力时输出在零点。仪表放大芯片U1和仪表放大芯片U2选用的具体型号均为AD8421，这是一款低噪声、超低偏置电压和低温漂系数的仪表放大芯片，可以精确、有效放大半桥电路或全桥电路的输出电压。
其中，侧捏装置的四个放大电路一中仪表放大芯片U1的VOUT引脚分别与模拟开关电路中模拟开关芯片U3的S1引脚、S2引脚、S3引脚和S4引脚连接，圆柱体抓握装置的五个放大电路一中仪表放大芯片U1的VOUT引脚分别与模拟开关电路中模拟开关芯片U3的S1引脚、S2引脚、S3引脚、S4引脚和S5引脚连接，球体抓握装置的六个放大电路二中仪表放大芯片U2的VOUT引脚分别与模拟开关电路中模拟开关芯片U3的S1引脚、S2引脚、S3引脚、S4引脚、S5引脚和S6引脚连接，如图17所示；其中，模拟开关芯片选用八选一通道的ADG1608，具体选通哪一路由主控芯片控制模拟开关芯片的输入地址码引脚A0、A1和A2来决定。
如图18所示，基准电压电路包括基准电压芯片U4和电压跟随器U5；基准电压芯片U4由+3.3V电源供电，并提供+2.5V的基准电压作为基准电压给半桥电路或全桥电路供电，具体型号选用REF5025，基准电压芯片U4的最大温漂为8ppm/℃；同时，由于模数转换电路的模数转换芯片U7选用单电源供电的ADS8320E芯片，只能处理正电压输入，为了防止放大电路一或放大电路二放大后的信号为负电压，所以需要给放大电路一或放大电路二的仪表放大芯片以及滤波电路的运算放大器U6提供一个参考电压以抬升到正电压范围，通过两个阻值相同的电阻R1和电阻R2将基准电压芯片U4产生的2.5V基准电压进行分压，得到1.25V的参考电压后添加了一个运算放大器U5作为电压跟随器以得到低阻抗的参考电压，运算放大器U5的具体型号为OPA188。
如图19所示，滤波电路中，运算放大器U6的具体型号为OPA188，电阻R3和电阻R5的阻值均为2200Ω，电阻R4的阻值为1100Ω，电容C11的容值为33nF，电容C12的容值为10nF，搭建成3dB处截止频率为5000HZ的巴特沃斯低通滤波电路。
如图20所示，模数转换电路中，模数转换芯片U7将滤波电路滤波后的模拟信号转为数字信号，并通过SPI通信将输出量传输给主控芯片；其中，模数转换芯片U7的SPI通信引脚DCLOCK、DOUT和NCS分别接一个限流电阻后与主控芯片连接；模数转换芯片U7选用16位精度的ADS8320E芯片。
作为一个优选实施例，基底选用PVC发泡板。
作为一个优选实施例，惯性传感器的型号为MPU9250，其内部集成有3轴陀螺仪、3轴加速度计和3轴磁力计，输出都是16位的数字量。
作为一个优选实施例，主机2、从机一、从机二和从机三的主控芯片均采用STM32芯片。
作为一个优选实施例，从机一、从机二、从机三和主机均通过锂电池供电。
本发明的工作流程为：在侧捏装置、圆柱体抓握装置或球体抓握装置没有受到压力时，各半桥电路或全桥电路达到平衡，输出电压为0；让患者穿戴数据手套分别抓握侧捏装置、圆柱体抓握装置或球体抓握装置时，相应应变片的电阻值发生变化，电桥平衡被打破，电桥输出信号通过放大电路(放大电路一或放大电路二)放大并经过滤波电路后送入模数转换电路转为数字信号，模数转换电路将数字信号传输到主控芯片(从机一、从机二或从机三的主控芯片)后，主控芯片根据数字信号计算得到各压力采集点的压力数据，并将压力数据通过无线通信模块将该数据全部传输给主机。数据手套中的17个惯性传感器1采集所在指节的原始数据传输至主机。主机把所有数据通过无线通信模块输出给终端设备；终端设备再将各个惯性传感器的数据由互补滤波算法进行姿态解算后，与压力数据通过卡尔曼滤波算法进行多传感信息融合，并通过长短期记忆网络提取患者手势特征，匹配数据库中各个手功能康复阶段的手势特征，从而识别出当前患者的手功能康复阶段，同时结合该患者采集的数据，通过可视化界面以便医师能定性定量地对患者的下一阶段的康复提供指导意见。其中，终端可以是智能手机、掌上设备或个人电脑等。
本发明针对卒中急性期患者的手功能康复评估，基于U-FMA设计了一套数字化手功能康复评估系统，不仅改进了目前数据手套与手部皮肤存在相对位移的缺陷，且设计了三套分别对应U-FMA的侧捏任务、圆柱体抓握任务和球体抓握任务的阵列式握力测量装置(侧捏装置、圆柱体抓握装置或球体抓握装置)，不仅节省了医师在康复评估方面的耗时，也将康复评估的结果由定性转为定量，提高了评估的准确性和客观性。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，包括数据手套和主机，其特征在于：还包括侧捏装置、圆柱体抓握装置和球体抓握装置；所述的数据手套包括八个以上惯性传感器；所述的惯性传感器固定于基底上，基底底部涂胶；所有惯性传感器的信号输出端均与主机通信，主机通过无线通信模块与终端设备通信；
所述的侧捏装置包括从机一、两个受力外壳和四个弹性敏感元件一；两个受力外壳通过螺钉固定；四个弹性敏感元件一在两个受力外壳内阵列排布；所述弹性敏感元件一的两端分别与两个受力外壳固定；弹性敏感元件一的其中一端两侧分别固定应变片RS1和应变片RS2；应变片RS1、应变片RS2、固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成半桥电路；各半桥电路的输出电压信号传给从机一；从机一通过无线通信模块与主机通讯；
所述的圆柱体抓握装置包括芯轴、弹性敏感元件二、受力外壳、固定外壳、下筒体、上部固定盖板和从机二；所述芯轴的一端与下筒体固定，从机二固定在芯轴另一端；其中一个半圆形的固定外壳与下筒体固定，两个固定外壳固定；上部固定盖板与两个固定外壳均固定；四个弹性敏感元件二沿芯轴轴向并排布置，第五个弹性敏感元件二位于芯轴上与其余四个弹性敏感元件二圆周角相差180度的位置处；每个弹性敏感元件二的一端均与芯轴通过螺栓和螺母连接，另一端分别与一个半圆形的受力外壳通过螺栓和螺母连接；并排的四个受力外壳中最靠近固定外壳的受力外壳以及另一侧单独的一个受力外壳与两个固定外壳分别固定；并排的四个受力外壳中每相邻两个相互固定；弹性敏感元件二与受力外壳连接的一端两侧分别固定应变片RS1和应变片RS2；弹性敏感元件二上应变片RS1和应变片RS2与固定电阻RZ1和固定电阻RZ2构成的半桥电路的输出电压信号传给从机二；从机二通过无线通信模块与主机通讯；
所述的球体抓握装置包括基座、弹性敏感元件三、受力壳体和从机三；沿周向均布的六片弹性敏感元件三的两端均与基座通过螺栓和螺母连接；每片弹性敏感元件三外设置一个弧形的受力壳体；受力壳体两端均与基座通过螺栓和螺母连接；所述弹性敏感元件三一端的两侧分别固定应变片RS3和应变片RS4，另一端的两侧分别固定应变片RS5和应变片RS6；应变片RS3、应变片RS4、定应变片RS5和应变片RS6构成全桥电路；各全桥电路的输出电压信号传给从机三；从机三通过无线通信模块与主机通讯；从机三固定在基座上；
侧捏装置、圆柱体抓握装置、球体抓握装置分别对应U-FMA量表中的侧捏任务、圆柱体抓握任务和球体抓握任务；
工作过程中，患者穿戴数据手套分别抓握侧捏装置、圆柱体抓握装置、球体抓握装置时，相应应变片的电阻值发生变化，电桥平衡被打破，电桥输出信号放大并经过滤波电路后送入模数转换电路转为数字信号，模数转换电路将数字信号传输到主控芯片后，主控芯片根据数字信号计算得到各压力采集点的压力数据，并将压力数据通过无线通信模块将该数据全部传输给主机；数据手套中的各个惯性传感器采集所在指节的原始数据传输至主机；主机把所有数据通过无线通信模块输出给终端设备；终端设备再将各个惯性传感器的数据由互补滤波算法进行姿态解算后，与压力数据通过卡尔曼滤波算法进行多传感信息融合，并通过长短期记忆网络提取患者手势特征，匹配数据库中各个手功能康复阶段的手势特征，识别出当前患者的手功能康复阶段；
所述的惯性传感器通过基底粘贴于手掌上；所述的惯性传感器有十七个，使用时，与十七个惯性传感器固定的各个基底分别粘贴于手掌背面的大拇指第一指节、大拇指第二指节、掌骨与大拇指连接位置、食指第一指节、食指第二指节、食指第三指节、中指第一指节、中指第二指节、中指第三指节、无名指第一指节、无名指第二指节、无名指第三指节、小拇指第一指节、小拇指第二指节、小拇指第三指节、手腕背面和手掌背部中心位置；
所述的从机一和从机二均包括放大电路一、基准电压电路、模拟开关电路、滤波电路、模数转换电路和主控芯片；所述的从机三包括放大电路二、基准电压电路、模拟开关电路、滤波电路、模数转换电路和主控芯片；侧捏装置的所有半桥电路由从机一的基准电压电路供电，圆柱体抓握装置的所有半桥电路由从机二的基准电压电路供电，球体抓握装置的所有全桥电路由从机三的基准电压电路供电；侧捏装置中四个半桥电路的输出电压分别经一个放大电路一放大后输入从机一的模拟开关电路，圆柱体抓握装置中五个半桥电路的输出电压分别经一个放大电路一放大后输入从机二的模拟开关电路，球体抓握装置中六个全桥电路的输出电压分别经一个放大电路二放大后输入从机三的模拟开关电路；从机一或从机二中，基准电压电路产生的参考电压提供给放大电路一和滤波电路，主控芯片控制模拟开关电路选通其中一路放大电路一的放大信号传输给滤波电路，滤波电路滤波后的信号传给模数转换电路，模数转换电路输出的数字信号传给主控芯片；从机三中，基准电压电路产生的参考电压提供给放大电路二和滤波电路，主控芯片控制模拟开关电路选通其中一路放大电路二的放大信号传输给滤波电路，滤波电路滤波后的信号传给模数转换电路，模数转换电路输出的数字信号传给主控芯片。
2.根据权利要求1所述多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，其特征在于：所述的基底选用PVC发泡板。
3.根据权利要求1所述多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，其特征在于：所述惯性传感器包括加速度计、陀螺仪和磁力计。
4.根据权利要求1所述多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，其特征在于：所述的主机、从机一、从机二和从机三的主控芯片均采用STM32芯片。
5.根据权利要求1所述多传感信息融合的卒中急性期患者手功能康复评估系统，其特征在于：所述的从机一、从机二、从机三和主机均通过锂电池供电。
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