CN117338240B - 智能脊柱功能检测装置 - Google Patents
智能脊柱功能检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117338240B CN117338240B CN202311193545.4A CN202311193545A CN117338240B CN 117338240 B CN117338240 B CN 117338240B CN 202311193545 A CN202311193545 A CN 202311193545A CN 117338240 B CN117338240 B CN 117338240B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spine
- detection
- plate
- pressure
- gear
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 146
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 208000025978 Athletic injury Diseases 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 208000020307 Spinal disease Diseases 0.000 description 1
- 206010041738 Sports injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 206010039722 scoliosis Diseases 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4538—Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
- A61B5/4561—Evaluating static posture, e.g. undesirable back curvature
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1071—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof measuring angles, e.g. using goniometers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
本发明提供智能脊柱功能检测装置，多个环形弹性束带和曲度检测单元；曲度检测单元包括操作板、检测板、充气气囊和压力调节单元。移动指示体，其一端为伸缩端，依次穿过操作板和检测板，另一端弹性连接有检测块；检测块的一端与移动指示体之间设置有第一压敏元件；环形弹性束带与移动指示体的伸缩端固定，使用时环绕检测对象躯干；充气气囊固定设置在环形弹性束带的内侧；压力调节单元架设在检测板上，通过传动组件驱动移动指示体的伸缩端伸缩，带动环形弹性束带移动；多个压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件检测的压力值相等。该装置在运动状态下能够快速且更为准确地检测脊柱曲线和曲度。
Description
技术领域
本发明涉及辅助器械技术领域，具体涉及智能脊柱功能检测装置。
背景技术
脊柱疾患是世界范围的高发病，造成很大的社会经济负担，严重影响大众健康，有效地预防措施无疑是解决此类问题的关键。然而大众缺乏医学知识和医疗机构仅局限于临床疾病诊疗的现实，造成人们不能及时准确的了解自己的脊柱功能状况，也就不能通过科学的现代康复手段预防脊柱功能不良甚至疾病的发生。
脊柱的曲度检测是脊柱功能检测的关键的一项。脊柱生理弯曲是属于正常的，如果出现有异常的曲度，就是由于平常的姿势不良或者运动损伤引起的脊柱受力不平衡而出现的曲度异常，严重时会导致脊柱疼痛，也有可能还会影响脊柱的活动。因此，对于高强度的运动员来说，需要及时进行脊柱曲度检测，确保自身维持较佳的生理状态。
常规的脊柱曲度检测通常采用X光照射获取，这种获取方式较为直接，但是受到设备的限制，无法快速进行曲度检测，并且无法获取活动状态下的脊柱曲度检测，仅能获得静态的脊柱曲度检测结果。而贴附式的脊柱曲度检测装置在运动或者脊柱弯曲测试时，极易产生脱离或产生偏移。故现阶段市场上出现了大量采用形变材料作为形变体或移动体，通过脊柱部位施加压力，形变体或移动体产生形变而获取脊柱曲度的便捷式装置。然而，这种检测方式通过两种施力方式，一种是主动施力，一种是外部施力。当采用脊柱部位主动施力时，无法控制脊柱各个部位的施力大小，无法给予一定准确的压力值；当采用外部施力时正向压力可控，但由于人体构造不同，即躯干的直径并不相同，导致检测者给予形变体或移动体的压力不均，或是检测者某些部位受到压力不同，脊柱通过外力产生微小形变，导致获取的脊柱曲线与常态下的脊柱曲线产生一定的偏差。因此现有装置的检测方式所获取的脊柱曲线的精准度不高。
发明内容
为解决运动状态下检测脊柱曲线时如何提高获取的曲线的精准度的技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种智能脊柱功能检测装置，包括多个环形弹性束带和曲度检测单元；曲度检测单元包括：
检测板；
操作板架设在检测板的一端面；
移动指示体的一端为伸缩端，依次穿过操作板和检测板，另一端弹性连接有检测块；检测块的一端与移动指示体之间设置有第一压敏元件，另一端与检测对象的脊柱部位抵接；环形弹性束带与移动指示体的伸缩端固定，使用时环绕检测对象躯干；
充气气囊，固定设置在环形弹性束带的内侧，向检测对象的正面提供正向压力；
压力调节单元，架设在检测板上；压力调节单元通过传动组件驱动移动指示体的伸缩端伸缩，带动环形弹性束带移动；多个压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件检测的压力值相等，此时伸缩端的端部减去伸缩长度即为脊柱曲线点，根据多个脊柱曲线点形成常态的脊柱的曲线；
三维空间跟踪定位器，设置在环形弹性束带与移动指示体的固定端，用于获取当时的空间的位置信息，并根据多点位置信息获取脊柱的曲度。
优选地，还包括设置在检测板的中央控制器；所述中央控制器用于获取多个移动指示体的第一压敏元件检测的压力值，控制多个所述压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件检测的压力值相等，并确定移动指示体伸缩端的伸缩长度；
所述中央控制器还搭载有功能评估系统；所述功能评估系统包括：
数据调用模块，用于获取多个三维空间跟踪定位器的实时空间坐标，确定调压时的伸缩轨迹；将三维空间跟踪定位器的实时空间坐标向伸缩轨迹进行修正，即减去伸缩长度，获得脊柱检测点实时的空间坐标；
数据处理模块，用于根据最小二乘对脊柱检测点实时的空间坐标进行平面拟合，将所有脊柱检测点投影到平面上，获得脊柱检测点实时的平面坐标，并计算获得每个脊柱检测点投影的距离，即脊柱侧偏数据；还用于对修正后的多个脊柱检测点的平面坐标进行曲线拟合，获得脊柱拟合曲线；
数据分析模块，用于根据脊柱拟合曲线构建各弯曲部位的切线，并根据脊柱拟合曲线上的坐标点和各弯曲部位的切线计算脊柱斜率；还用于根据脊柱的拟合曲线方向构建脊柱斜率变化线；
无线蓝牙收发模块，用于发送脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率，以及脊柱斜率变化线；
移动端，用于通过移动端蓝牙模块接收并显示脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线；
评估子系统，搭载于所述移动端，用于根据获得的脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线，评估检测者的脊柱状态。
优选地，移动指示体包括：
指示块，其一端具有一个凹槽；第一压敏元件设置在凹槽的底部；检测块的背部通过弹簧与凹槽底部连接；指示块与操作板滑动配合；
指示杆，一端与指示块的另一端连接，另一端穿过检测板，并与检测板滑动配合；
从动齿轮，转动设置在指示杆的另一端；
螺杆，其一端依次穿过从动齿轮，并穿入指示杆的另一端；螺杆与从动齿轮螺纹配合，与指示杆滑动配合；
调节球，具有与环形弹性束带配合的槽体，且与螺杆的另一端固定连接。
优选地，指示块周向的四个面分别固定设置有限位弹簧；限位弹簧的端部均固定有滑动板，滑动板端部均设置有第三压敏元件；四个滑动板分别与指示块在操作板滑动时的槽体的周向槽壁滑动配合；指示杆与指示块通过球关节关节配合。
优选地，还包括：
复位单元，设置在检测板上，用于调节指示块转动；
移动组件；压力调节单元搭载在移动组件上；移动组件驱动压力调节单元至某一位置时，与复位单元传动连接，驱动复位单元带动指示块转动。
优选地，移动组件包括：
齿条；检测板板面、且位于中轴线一侧具有一个长条滑槽；齿条固定设置在长条滑槽远离中轴线的一侧；
移动板，其一侧的两端分别固定有两个架板；两个架板相对的一侧分别与检测板的两个板面抵接；移动板的板面与长条滑槽的另一侧抵接；
齿轮架板，固定设置在移动板的另一侧；
行走齿轮；转动设置在齿轮架板的一个板面上，并与齿条啮合；
第一电机，固定设置在齿轮架板的另一个板面上，其输出轴与行走齿轮传动连接。
优选地，移动板的一侧固定设置有倒梯形滑动块，且位于两个架板之间；长条滑槽的另一侧沿长度方向开设有与倒梯形滑动块配合的移动槽。
优选地，压力调节单元为第二电机；第二电机固定设置在一个架板上；传动组件为驱动齿轮；驱动齿轮与第二电机的输出轴传动连接；驱动齿轮在移动组件的带至某一位置时，驱动齿轮与从动齿轮啮合。
优选地，复位单元包括：
复位板，固定架设在指示块的顶部，且位于操作板和检测板之间；复位板的顶部沿检测板中轴线的垂直方向固定设置有多个阵列的复位球；
执行齿轮，通过传动轴转动设置在检测板的一侧面上，并与多个阵列的复位球啮合；
复位齿轮，转动设置在检测板的另一侧面上；驱动齿轮在移动组件的带至某一位置时，驱动齿轮与复位齿轮啮合。
优选地，调节球与环形弹性束带配合的凹槽内，设置有第二压敏元件，用于检测环形弹性束带对于调节球的压力。
优选地，环形弹性束带为体表荧光带。
本发明有益效果：
本发明提出智能脊柱功能检测装置，该装置为穿戴式结构，通过环形弹性束带将曲度检测单元固定在脊柱检测部位，通过多组环形的穿戴式结构获取脊柱的多点空间位姿信息，并通过多点空间位姿信息转换为脊柱曲线数据，并获得曲线的检测结果。该装置通过外部充气气囊施力的方式提供正向的压力，并采用压力调控的理念调节脊柱受到的压力，使检测者从正向压力转化至检测脊柱曲度时给予多个检测端的移动体(即移动指示体)产生移动的压力值保持相同，则检测者的脊柱不因外力改变原有曲线状态，维持常态下的脊柱曲线，并且通过修正后的移动端的位置信息转换为脊柱曲线，获得较为精准的脊柱曲线，避免了脊柱通过外力产生微小形变，导致获取的脊柱曲线与常态下的脊柱曲线产生一定的偏差。
附图说明
图1是本发明实施例的智能脊柱功能检测装置单个曲度检测单元整体装配结构图；
图2是本发明实施例的智能脊柱功能检测装置单个曲度检测单元局部立体图；
图3是本发明实施例的智能脊柱功能检测装置单个曲度检测单元的另一角度局部立体图；
图4是本发明实施例的智能脊柱功能检测装置单个曲度检测单元的局部侧视图；
图5是本发明实施例的功能评估系统的系统架构图；
图6是本发明实施例的功能评估系统的执行步骤。
其中，1、体表荧光带；2、曲度检测单元；3、充气气囊；4、检测板；5、指示块；6、复位齿轮；7、调节球；8、指示杆；9、球关节；10、检测块；11、行走齿轮；12、齿条；13、移动板；14、驱动齿轮；15、传动轴；16、螺杆；17、从动齿轮；18、限位弹簧；19、第一电机；20、第一压敏元件；21、执行齿轮；22、复位板；23、操作板；24、复位球；25、第二压敏元件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种智能脊柱功能检测装置，如图1-6所示，包括多个环形弹性束带和曲度检测单元2。
本发明为穿戴式结构，通过环形弹性束带将曲度检测单元2固定在脊柱检测部位，通过多组环形的穿戴式结构获取脊柱的多点空间位姿信息，并通过多点空间位姿信息转换为脊柱曲线数据，并获得曲线的检测结果。
每个曲度检测单元2包括操作板23、检测板4、充气气囊3、压力调节单元和三维空间跟踪定位器。较佳的，环形弹性束带可为体表荧光带1，附加其他的检测功能或指示功能。
如图1所示，图1为单个曲度检测单元2的整体立体结构图。操作板23架设在检测板4的一端面；移动指示体的一端为伸缩端，依次穿过操作板23和检测板4，另一端弹性连接有检测块10；检测块10的一端与移动指示体之间设置有第一压敏元件20，另一端与检测对象的脊柱部位抵接；环形弹性束带与移动指示体的伸缩端固定，并依次绕过操作板23的两侧，使用时环绕检测对象躯干；充气气囊3固定设置在多个环形弹性束带的内侧，与多个移动指示体的另一端相对设置，通过向充气气囊3充气，进而向检测对象的正面提供正向压力；压力调节单元架设在检测板4上；压力调节单元通过传动组件驱动移动指示体的伸缩端伸缩，带动环形弹性束带移动；多个压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件20检测的压力值相等，此时伸缩端的端部减去伸缩长度即为脊柱曲线点，根据多个脊柱曲线点形成常态的脊柱的曲线；多个三维空间跟踪定位器设置在环形弹性束带与移动指示体的固定端，用于获取当时的空间的位置信息，并根据多点位置信息获取脊柱的曲度。
另一个较佳的实施例，如图2和图3所示，分别为两个角度的局部立体结构图。本实例将脊柱曲线转化为多个移动指示体端部的移动，通过移动后的移动指示体端部来获取脊柱的曲线情况。其中，移动指示体包括指示块5、指示杆8、从动齿轮17、螺杆16和调节球7。
指示块5的一端具有一个凹槽；第一压敏元件20设置在凹槽的底部；检测块10的背部通过弹簧与凹槽底部连接；指示块5与操作板23滑动配合；指示杆8的一端与指示块5的另一端连接，另一端穿过检测板4，并与检测板4滑动配合；从动齿轮17转动设置在指示杆8的另一端；螺杆16的一端依次穿过从动齿轮17，并穿入指示杆8的另一端；螺杆16与从动齿轮17螺纹配合，与指示杆8滑动配合；调节球7具有与环形弹性束带配合的槽体，且与螺杆16的另一端固定连接。
该移动指示体端部调节球7或环形弹性束带与调节球7固定点的空间位置作为脊柱曲线的构成点，在生成脊柱曲线时，每个构成点需要减去伸缩端伸缩的距离，即为脊柱正常状态下每个检测点的实际空间位置。
为了驱动移动指示体的端部伸缩，以便于调节正向所施加的压力，增加了基于齿轮齿条传动模式的伸缩压力调节结构，齿轮的传动较为稳定且可控，能够通过获取电机转动的角度和圈数判断伸缩端的移动距离，较佳地，可以增加编码器获取电机的转动情况，以进行伸缩端伸缩距离的推算。如图3和图4所示，图4为局部结构侧视图。具体的，压力调节单元为第二电机；第二电机固定设置在一个架板上；传动组件为驱动齿轮14；驱动齿轮14与第二电机的输出轴传动连接；驱动齿轮14在移动组件的带至某一位置时，驱动齿轮14与从动齿轮17啮合。
另一个较佳的实施例：人体的构造存在的不同，因此脊柱的位置和状态并不相同，因此需要微调指示块5的位置和状态以适应检测者背部的情况。具体的，指示块5周向的四个面分别固定设置有限位弹簧18；限位弹簧18的端部均固定有滑动板，滑动板端部均设置有第三压敏元件；四个滑动板分别与指示块5在操作板23滑动时的槽体的周向槽壁滑动配合；指示杆8与指示块5通过球关节9关节配合。上述结构不限制指示块5始终垂直于检测者背部，可以适当进行位置微调。
在运动过程中，检测装置极易产生位置偏移的情况，指示块5在原始位置上产生偏移，导致获取的脊柱曲线存在一定的误差。如图3所示，图3为局部结构的立体图，通过多个第三压敏元件获取压力信息判断是否产生脊柱出现侧弯的情况或检测装置产生位置偏移的情况。为了让检测装置能够复位，本发明还包括复位单元和移动组件；复位单元设置在检测板4上，用于调节指示块5转动；压力调节单元搭载在移动组件上；移动组件驱动压力调节单元至某一位置时，与复位单元传动连接，驱动复位单元带动指示块5转动。具体的，如图2所示，移动组件包括齿条12、移动板13、齿轮架板、行走齿轮11和第一电机19。检测板4板面、且位于中轴线一侧具有一个长条滑槽；齿条12固定设置在长条滑槽远离中轴线的一侧；移动板13一侧的两端分别固定有两个架板；两个架板相对的一侧分别与检测板4的两个板面抵接；移动板13的板面与长条滑槽的另一侧抵接；齿轮架板固定设置在移动板13的另一侧；行走齿轮11转动设置在齿轮架板的一个板面上，并与齿条12啮合；第一电机19固定设置在齿轮架板的另一个板面上，其输出轴与行走齿轮11传动连接。为了提高移动的稳定性，移动板13的一侧固定设置有倒梯形滑动块，且位于两个架板之间；长条滑槽的另一侧沿长度方向开设有与倒梯形滑动块配合的移动槽。
复位单元包括复位板22、执行齿轮21和复位齿轮6。复位板22固定架设在指示块5的顶部，且位于操作板23和检测板4之间；复位板22的顶部沿检测板4中轴线的垂直方向固定设置有多个阵列的复位球24；执行齿轮21通过传动轴15转动设置在检测板4的一侧面上，并与多个阵列的复位球24啮合；复位齿轮6转动设置在检测板4的另一侧面上；驱动齿轮14在移动组件的带至某一位置时，驱动齿轮14与复位齿轮6啮合，复位齿轮6拨动复位球24，进而带动指示块5转动及横向移动。采用复位球24与齿轮的啮合，是为了避免限制指示块5向两侧的位置微调。
进一步的，为了确保环形弹性束带保持其延展性的要求，调节球7与环形弹性束带配合的凹槽内，设置有第二压敏元件25，用于检测环形弹性束带对于调节球7的压力。
一个实施例中，整个装置搭载有中央控制器，本实施例中可以为微机。中央控制器两个功能，一是搭载有用于脊柱的功能评估系统，二是用于获取多个移动指示体的第一压敏元件检测的压力值。中央控制器通过控制多个压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件20检测的压力值相等，并确定移动指示体伸缩端的伸缩长度。此外，中央控制器还获取其他压敏元件的压力值，对设备的整体状态进行控制。
本实施例中，如图5所示系统架构图，功能评估系统包括以下几个模块：
数据调用模块，用于获取多个三维空间跟踪定位器的实时空间坐标，确定调压时的伸缩轨迹；将三维空间跟踪定位器的实时空间坐标向伸缩轨迹进行修正，即减去伸缩长度，获得脊柱检测点实时的空间坐标；
数据处理模块，用于根据最小二乘对脊柱检测点实时的空间坐标进行平面拟合，将所有脊柱检测点投影到平面上，获得脊柱检测点实时的平面坐标，并计算获得每个脊柱检测点投影的距离，即脊柱侧偏数据；还用于对修正后的多个脊柱检测点的平面坐标进行曲线拟合，获得脊柱拟合曲线；
数据分析模块，用于根据脊柱拟合曲线构建各弯曲部位的切线，并根据脊柱拟合曲线上的坐标点和各弯曲部位的切线计算脊柱斜率；还用于根据脊柱的拟合曲线方向构建脊柱斜率变化线；
无线蓝牙收发模块，用于发送脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率，以及脊柱斜率变化线；
移动端，用于通过移动端蓝牙模块接收并显示脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线；
评估子系统，搭载于所述移动端，可以为APP形式，通过图表的方式进行展示。用于根据获得的脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线，评估检测者的脊柱状态。
如图6所示，功能评估系统的执行步骤包括以下步骤：
S1：获取多个三维空间跟踪定位器的实时空间坐标，确定调压时的伸缩轨迹；将三维空间跟踪定位器的实时空间坐标向伸缩轨迹进行修正，即减去伸缩长度，获得脊柱检测点实时的空间坐标。
S2：根据最小二乘对脊柱检测点实时的空间坐标进行平面拟合，将所有脊柱检测点投影到平面上，获得脊柱检测点实时的平面坐标，并计算获得每个脊柱检测点投影的距离，即脊柱侧偏数据。
S3：对修正后的多个脊柱检测点的平面坐标进行曲线拟合，获得脊柱拟合曲线。
S4：根据脊柱拟合曲线构建各弯曲部位的切线，并根据脊柱拟合曲线上的坐标点和各弯曲部位的切线计算脊柱斜率。
S5：根据脊柱的拟合曲线方向构建脊柱斜率变化线。
S6：通过移动端蓝牙模块接收并显示脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线。
S7：以APP形式，接收数据，并通过图表的方式展示脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线，评估检测者的脊柱状态。
本实施例通过外部充气气囊3施力的方式提供正向的压力，并采用压力调控的理念调节脊柱受到的压力，使检测者从正向压力转化至检测脊柱曲度时给予多个检测端的移动体(即移动指示体)产生移动的压力值保持相同，则检测者的脊柱不因外力改变原有曲线状态，维持常态下的脊柱曲线，并且通过修正后的移动端的位置信息转换为脊柱曲线，获得较为精准的脊柱曲线，避免了脊柱通过外力产生微小形变，导致获取的脊柱曲线与常态下的脊柱曲线产生一定的偏差。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能脊柱功能检测装置，其特征在于，包括多个环形弹性束带和曲度检测单元(2)；所述曲度检测单元(2)包括：
检测板(4)；
操作板(23)，架设在所述检测板(4)的一端面；
移动指示体，其一端为伸缩端，依次穿过所述操作板(23)和检测板(4)，另一端弹性连接有检测块(10)；所述检测块(10)的一端与移动指示体之间设置有第一压敏元件(20)，另一端与检测对象的脊柱部位抵接；所述环形弹性束带与移动指示体的伸缩端固定，使用时环绕检测对象躯干；
充气气囊(3)，固定设置在环形弹性束带的内侧，向检测对象的正面提供正向压力；
压力调节单元，架设在所述检测板(4)上；所述压力调节单元通过传动组件驱动移动指示体的伸缩端伸缩，带动环形弹性束带移动；多个所述压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件(20)检测的压力值相等，此时伸缩端的端部减去伸缩长度即为脊柱检测点，根据多个脊柱检测点形成常态的脊柱的曲线；
三维空间跟踪定位器，设置在所述环形弹性束带与移动指示体的固定端，用于获取当时的空间的位置信息，并根据多点位置信息获取脊柱的曲度；
所述移动指示体包括：
指示块(5)，其一端具有一个凹槽；所述第一压敏元件(20)设置在所述凹槽的底部；所述检测块(10)的背部通过弹簧与所述凹槽底部连接；所述指示块(5)与所述操作板(23)滑动配合；
指示杆(8)，一端与所述指示块(5)的另一端连接，另一端穿过所述检测板(4)，并与所述检测板(4)滑动配合；
从动齿轮(17)，转动设置在所述指示杆(8)的另一端；
螺杆(16)，其一端依次穿过所述从动齿轮(17)，并穿入所述指示杆(8)的另一端；所述螺杆(16)与所述从动齿轮(17)螺纹配合，与所述指示杆(8)滑动配合；
调节球(7)，具有与所述环形弹性束带配合的槽体，且与所述螺杆(16)的另一端固定连接；
所述指示块(5)周向的四个面分别固定设置有限位弹簧(18)；所述限位弹簧(18)的端部均固定有滑动板，滑动板端部均设置有第三压敏元件；四个所述滑动板分别与所述指示块(5)在所述操作板(23)滑动时的槽体的周向槽壁滑动配合；所述指示杆(8)与所述指示块(5)通过球关节(9)关节配合；
还包括：
复位单元，设置在所述检测板(4)上，用于调节所述指示块(5)转动；
移动组件；所述压力调节单元搭载在所述移动组件上；所述移动组件驱动所述压力调节单元至某一位置时，与所述复位单元传动连接，驱动复位单元带动指示块(5)转动；
所述移动组件包括：
齿条(12)；所述检测板(4)板面、且位于所述检测板(4)的中轴线一侧具有一个长条滑槽；所述齿条(12)固定设置在所述长条滑槽远离中轴线的一侧；
移动板(13)，其一侧的两端分别固定有两个架板；两个所述架板相对的一侧分别与所述检测板(4)的两个板面抵接；所述移动板(13)的板面与所述长条滑槽的另一侧抵接；
齿轮架板，固定设置在所述移动板(13)的另一侧；
行走齿轮(11)；转动设置在所述齿轮架板的一个板面上，并与所述齿条(12)啮合；
第一电机(19)，固定设置在所述齿轮架板的另一个板面上，其输出轴与所述行走齿轮(11)传动连接；
所述压力调节单元为第二电机；所述第二电机固定设置在一个所述架板上；所述传动组件为驱动齿轮(14)；所述驱动齿轮(14)与所述第二电机的输出轴传动连接；所述驱动齿轮(14)在移动组件的带至某一位置时，所述驱动齿轮(14)与所述从动齿轮(17)啮合。
2.根据权利要求1所述的智能脊柱功能检测装置，其特征在于，还包括设置在检测板(4)的中央控制器；所述中央控制器用于获取多个移动指示体的第一压敏元件(20)检测的压力值，控制多个所述压力调节单元调节压力，直至多个第一压敏元件(20)检测的压力值相等，并确定移动指示体伸缩端的伸缩长度；
所述中央控制器还搭载有功能评估系统；所述功能评估系统包括：
数据调用模块，用于获取多个三维空间跟踪定位器的实时空间坐标，确定调压时的伸缩轨迹；将三维空间跟踪定位器的实时空间坐标向伸缩轨迹进行修正，即减去伸缩长度，获得脊柱检测点实时的空间坐标；
数据处理模块，用于根据最小二乘对脊柱检测点实时的空间坐标进行平面拟合，将所有脊柱检测点投影到平面上，获得脊柱检测点实时的平面坐标，并计算获得每个脊柱检测点投影的距离，即脊柱侧偏数据；还用于对修正后的多个脊柱检测点的平面坐标进行曲线拟合，获得脊柱拟合曲线；
数据分析模块，用于根据脊柱拟合曲线构建各弯曲部位的切线，并根据脊柱拟合曲线上的坐标点和各弯曲部位的切线计算脊柱斜率；还用于根据脊柱的拟合曲线方向构建脊柱斜率变化线；
无线蓝牙收发模块，用于发送脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率，以及脊柱斜率变化线；
移动端，用于通过移动端蓝牙模块接收并显示脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线；
评估子系统，搭载于所述移动端，用于根据获得的脊柱侧偏数据、脊柱拟合曲线、各弯曲部位的脊柱斜率统计结果，以及脊柱斜率变化线，评估检测者的脊柱状态。
3.根据权利要求1所述的智能脊柱功能检测装置，其特征在于，所述复位单元包括：
复位板(22)，固定架设在指示块(5)的顶部，且位于所述操作板(23)和检测板(4)之间；所述复位板(22)的顶部沿所述检测板(4)中轴线的垂直方向固定设置有多个阵列的复位球(24)；
执行齿轮(21)，通过传动轴(15)转动设置在所述检测板(4)的一侧面上，并与多个阵列的所述复位球(24)啮合；
复位齿轮(6)，转动设置在所述检测板(4)的另一侧面上；所述驱动齿轮(14)在移动组件的带至某一位置时，所述驱动齿轮(14)与所述复位齿轮(6)啮合。
4.根据权利要求1所述的智能脊柱功能检测装置，其特征在于，所述调节球(7)与所述环形弹性束带配合的凹槽内，设置有第二压敏元件(25)，用于检测环形弹性束带对于调节球(7)的压力。
5.根据权利要求1所述的智能脊柱功能检测装置，其特征在于，所述环形弹性束带为体表荧光带(1)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311193545.4A CN117338240B (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 智能脊柱功能检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311193545.4A CN117338240B (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 智能脊柱功能检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117338240A CN117338240A (zh) | 2024-01-05 |
| CN117338240B true CN117338240B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=89360318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311193545.4A Active CN117338240B (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 智能脊柱功能检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117338240B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160048617A (ko) * | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 순천향대학교 산학협력단 | 압력센서를 이용한 실시간 앉은 자세 모니터링 시스템 |
| CN105899401A (zh) * | 2013-11-19 | 2016-08-24 | 约翰逊控制技术公司 | 可调节的座椅 |
| CN113520692A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-22 | 王同心 | 一种脊柱矫正设备的点阵单元 |
| CN114145734A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-03-08 | 国家体育总局运动医学研究所 | 一种基于互联网的穿戴式脊柱功能测评便携式装置 |
| CN114366410A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-19 | 靳桢 | 一种骨科脊柱损伤修复装置 |
| CN115919607A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-07 | 中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院 | 一种可调节的智能脊柱康复装置 |
| CN116524124A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-08-01 | 福州大学 | 脊柱三维动态重建方法和系统 |
| CN116584924A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-08-15 | 郑州航空港经济综合实验区空港人工智能研究院 | 一种人体脊柱侧弯智能检测装置及其检测方法 |
| CN116687640A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-09-05 | 西安浩群信息科技有限公司 | 一种脊柱护理康复装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030220590A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-27 | Csonka Paul Janos | Electro-mechanical assembly for measurements of spine curvatures |
| US7660623B2 (en) * | 2003-01-30 | 2010-02-09 | Medtronic Navigation, Inc. | Six degree of freedom alignment display for medical procedures |
| US9480519B2 (en) * | 2012-10-04 | 2016-11-01 | Loubert S. Suddaby | Apparatus for aligning a spine using deployable bone anchors and method for the same |
| US9968379B2 (en) * | 2012-10-04 | 2018-05-15 | Loubert S. Suddaby | Subcutaneous implantable device for gradually aligning a spine and subcutaneous implantable device for gradually lengthening a bone |
| US11141105B2 (en) * | 2016-03-11 | 2021-10-12 | Respiratory Technology Corporation | Long-term therapeutic pressure applicator and real-time monitoring system |
| US10772640B2 (en) * | 2016-12-22 | 2020-09-15 | Orthosensor Inc. | Surgical apparatus having a medial plate and a lateral plate and method therefore |
| KR102092396B1 (ko) * | 2017-12-05 | 2020-04-28 | (주)씨비에이치 | 척추 인장 장치 및 척추 인장 방법 |
-
2023
- 2023-09-15 CN CN202311193545.4A patent/CN117338240B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105899401A (zh) * | 2013-11-19 | 2016-08-24 | 约翰逊控制技术公司 | 可调节的座椅 |
| KR20160048617A (ko) * | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 순천향대학교 산학협력단 | 압력센서를 이용한 실시간 앉은 자세 모니터링 시스템 |
| CN113520692A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-22 | 王同心 | 一种脊柱矫正设备的点阵单元 |
| CN114145734A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-03-08 | 国家体育总局运动医学研究所 | 一种基于互联网的穿戴式脊柱功能测评便携式装置 |
| CN114366410A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-19 | 靳桢 | 一种骨科脊柱损伤修复装置 |
| CN115919607A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-07 | 中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院 | 一种可调节的智能脊柱康复装置 |
| CN116524124A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-08-01 | 福州大学 | 脊柱三维动态重建方法和系统 |
| CN116584924A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-08-15 | 郑州航空港经济综合实验区空港人工智能研究院 | 一种人体脊柱侧弯智能检测装置及其检测方法 |
| CN116687640A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-09-05 | 西安浩群信息科技有限公司 | 一种脊柱护理康复装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 多功能脊柱矫正操作台的设计与研究;余洋阳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20201231;第1-60页 * |
| 常用简易运动功能评价方法及其在运动损伤防控中的应用;李伟;《中国运动医学杂志》;20221231;第1-5页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117338240A (zh) | 2024-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10966606B1 (en) | System and method for measuring the head position and postural sway of a subject | |
| US9622686B1 (en) | Gait perturbation system and a method for testing and/or training a subject using the same | |
| US10342473B1 (en) | System and method for measuring eye movement and/or eye position and postural sway of a subject | |
| US9814430B1 (en) | System and method for measuring eye movement and/or eye position and postural sway of a subject | |
| US11033453B1 (en) | Neurocognitive training system for improving visual motor responses | |
| US9517008B1 (en) | System and method for testing the vision of a subject | |
| EP2905005A1 (en) | Rehabilitation system | |
| US6315694B1 (en) | Feedforward exercise training machine and feedforward exercise evaluating system | |
| EP3068503A1 (en) | Belt for guiding the activation of the core muscles | |
| JP2008504080A (ja) | バランス特性を測定するための力評価装置及び力評価方法 | |
| US20190090781A1 (en) | Sensor calibration considering subject-dependent variables and/or body positions | |
| CN108245164A (zh) | 一种可穿戴式惯性器件人体步态信息采集计算方法 | |
| US5955879A (en) | Method and device for monitoring the relative positions of at least two freely movable points and providing feedback therefrom | |
| US20110288586A1 (en) | Closed-Loop Automated Chiropractic Adjustment Device | |
| US10850389B2 (en) | Systems and methods for a multi-axis robotic platform for studying neuromechanics of an ankle joint | |
| CN106691454A (zh) | 人体下肢运动助力装置 | |
| CN117338240B (zh) | 智能脊柱功能检测装置 | |
| EP3116388A1 (en) | System, apparatus and method for measurement of muscle stiffness | |
| CN1325134C (zh) | 使用线性测力计推导出角等速测量值的系统和方法 | |
| Donatell et al. | A simple device to monitor flexion and lateral bending of the lumbar spine | |
| CN110680374A (zh) | 一种仰卧位膝关节压力模拟装置 | |
| JP3228398U (ja) | バレエ基礎訓練装置及びそれに付設するバレエ基礎訓練メータ | |
| JP6506726B2 (ja) | 生体情報取得装置 | |
| DE102015222499B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Atmung und der Herztätigkeit einer Person | |
| JP4308875B1 (ja) | 身体測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |