CN219146890U - 一种可穿戴式姿势和步态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可穿戴式姿势和步态检测装置，包括鞋体，所述鞋体内部设有鞋垫，所述鞋垫内设有距离探测器、鞋垫集成线路和若干个压力传感器，所述鞋体跟部设有参数收集组件，所述参数收集组件包括数据采集模块和蓄电池，所述距离探测器、压力传感器、数据采集模块均由蓄电池供电，所述距离探测器、压力传感器均通过鞋垫集成线路与数据采集模块电性连接；本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置能够全方位监测前庭功能异常患者日常生活的姿势和步态异常，并能够实时评估患者治疗过程中姿势和步态的变化。

Description

一种可穿戴式姿势和步态检测装置

技术领域

本实用新型属于姿势和步态检测技术领域，特别是涉及一种可穿戴式姿势和步态检测装置。

背景技术

头晕是世界范围内最常出现的症状之一，头晕中以眩晕症状最具特点，眩晕症状的出现提示前庭功能异常。人体控制平衡靠3个系统的相互协作：视觉系统、本体觉系统和前庭系统，其中前庭系统起到了主导作用，前庭功能障碍的患者表现为眩晕、头晕、站立不稳、走路不稳、跌倒等症状，对日常生活有巨大的不良影响，因此准确识别患者的姿势和步态对于前庭功能异常患者的诊断、治疗以及疗效随访具有重要的意义。

目前临床上用于患者姿势及步态的检查包括两类：诊室检查和仪器检查，诊室检查主要有Romberg实验，modified Romberg实验，原地踏步实验，Time up and Go实验等，这些检查简便易行，无需借助仪器，但对结果无法量化，存在主观性较大的弊端。仪器检查主要为动静态平衡台的感觉结构测试，但该检查仪器复杂，只能在医院使用，预约时间长，无法对患者日常生活中出现的姿势和步态异常进行监测，也无法随访患者在治疗过程中姿势和步态的变化。

因此，亟需提供一种新的前庭功能异常患者姿势和步态监测装置解决上述技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供了一种可穿戴式姿势和步态检测装置，以解决现有技术中存在的无法对患者日常生活中出现的姿势和步态异常进行检测的问题以及无法随访患者在治疗过程中姿势和步态的变化问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可穿戴式姿势和步态检测装置，包括鞋体，所述鞋体内部设有鞋垫，所述鞋垫内设有距离探测器、鞋垫集成线路和若干个压力传感器，所述鞋体跟部设有参数收集组件，所述参数收集组件包括数据采集模块和蓄电池，所述距离探测器、压力传感器、数据采集模块均由蓄电池供电，所述距离探测器、压力传感器均通过鞋垫集成线路与数据采集模块电性连接。

优选地，所述鞋垫包括功能层和硅胶垫层，所述功能层设于近鞋体底侧，所述硅胶垫层设于远鞋体底侧。

优选地，所述距离探测器、鞋垫集成线路和压力传感器设于功能层上。

优选地，所述鞋体跟部设有封闭式空腔，所述参数收集组件设于封闭式空腔内。

优选地，所述参数收集组件包括感应线圈和整流器，所述蓄电池与整流器电性连接，所述整流器与感应线圈电性连接，所述感应线圈适于与外置的无线充电装置电磁感应产生电流。

优选地，所述参数收集组件还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述数据采集模块电性连接，所述蓝牙模块与蓄电池电性连接。

优选地，所述封闭式空腔内设有T型隔板，所述T型隔板的横臂垂直于鞋体的行进方向，所述T型隔板的竖臂平行于鞋体的行进方向，所述T型隔板将封闭式空腔分为第一区、第二区和第三区，所述第一区设于横臂的一侧，所述横臂另一侧由竖臂将第二区和第三区隔开。

优选地，所述感应线圈、整流器和蓄电池设于第一区，所述数据采集模块设于第二区，所述蓝牙模块设于第三区。

如上所述，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置，具有以下有益效果：

1)本实用新型可穿戴式姿势和步态检测装置通过设置压力传感器和距离探测器能够对患者日常生活中的姿势和步态进行实时监测，获得更加完整丰富的信息，且本实用新型中压力传感器设置于鞋垫功能层全层，距离探测器在鞋垫功能层两端均设置一个，能够更加准确的监测受试者的姿势与步态。

2)本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置中将参数收集组件设于鞋底跟部的封闭式空腔中，同时设置了T型隔板，避免的人体重力对组件造成损坏，同时保证组件不受外界环境的侵蚀。

附图说明

图1显示为本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置的整体示意图。

图2显示为本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置的结构示意图。

图3显示为本实用新型可穿戴式姿势和步态检测装置的鞋垫示意图。

图4显示为本实用新型可穿戴式姿势和步态检测装置的封闭式空腔示意图。

图5显示为本实用新型可穿戴式姿势和步态检测装置的电路模块图。

元件标号说明

1 鞋体

2 鞋垫

3 参数收集组件

2a 功能层

2b 硅胶垫层

21 距离探测器

22 鞋垫集成线路

23 压力传感器

31 第一区

32 第二区

33 第三区

34 T型隔板

311 感应线圈

312 整流器

313 蓄电池

321 数据采集模块

331 蓝牙模块

341 横臂

342 竖臂

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅附图1～5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1～5所示，本实用新型提供一种可穿戴式姿势和步态检测装置，包括鞋体1，鞋体1内部设有鞋垫2，鞋垫2内设有距离探测器21、鞋垫集成线路22和若干个压力传感器23，鞋体1跟部设有参数收集组件3，参数收集组件3包括数据采集模块321和蓄电池313，距离探测器21、压力传感器23、数据采集模块321均由蓄电池313供电，距离探测器21、压力传感器23均通过鞋垫集成线路22与数据采集模块321电性连接。

本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置通过鞋垫2内的距离探测器21采集人体两脚之间的距离信息，通过鞋垫2内的压力传感器23采集人体施加于鞋垫2的重力信息，并将这些信息转换为电信号通过鞋垫集成线路22传送至数据采集模块321，数据采集模块321将电信号进行处理并储存，蓄电池313为距离探测器21、压力传感器23和数据采集模块321供电。

在一个可选的实施例中，如图1～3所示，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置中，鞋垫2包括功能层2a和硅胶垫层2b，功能层2a设于近鞋体底侧，硅胶垫层2b设于远鞋体底侧。

其中，鞋垫2固定于鞋底上，硅胶垫层2b覆盖于功能层2a的上方，一方面硅胶垫层2b可以防止汗液侵蚀功能层，另一方面硅胶垫层2b具有一定的绝缘性和延展性，可以保证使用者穿戴的舒适度。硅胶垫层2b与鞋体1密封连接，防止汗液进入功能层2a，同时可以防止鞋体清洗时水进入功能层。

距离探测器21、鞋垫集成线路22和压力传感器23设于功能层。

若干个所述压力传感器23均匀分布于功能层上。在功能层上均匀设置的压力传感器便于检测全足底压力分步特点。人体在维持姿势和步态平衡的过程中，足底各点位的压力分布和动态变化呈现一定特点，前庭功能异常患者姿势和步态发生变化，因此他们足底各点位的压力分布和动态变化不同于正常人。本实用新型的鞋垫功能层中设置了距离探测器和多个压力传感器，能够对足底的压力分布和动态变化实时收集，通过采集正常人的足底各点位的压力分布和动态变化数据，得出正常人的足底压力分布和动态变化范围区间，然后通过研究者分析患者数据与正常人数据的差别，从而能高效的诊断出患者有无姿势和步态的异常，并将其可视化和量化，为临床医生评估前庭功能异常患者姿势和步态异常程度提供有力的证据。

功能层2a内设有两个距离探测器21，其中一个设于穿戴状态下功能层对应脚尖的端头，另一个设于穿戴状态下功能层对应脚跟的端头。于本实用新型每个检测装置的脚尖和脚跟处分别设置一个距离探测器，可以准确测量两脚之间的距离，实时监控步态的变化。

使用时，受试者穿戴本实用新型的检测装置后，人体施加于鞋垫的重力信息通过鞋垫2中的压力传感器23转换为电信号，两脚之间的距离信息也通过距离探测器21将转换为电信号，电信号进一步传入参数收集组件3。

在一个可选的实施例中，如图2、图4所示，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置中，鞋体1跟部设有封闭式空腔，参数收集组件3设于封闭式空腔内。于鞋体1跟部设置封闭式空腔，可以使空腔内组件避免灰尘、液体或其它物质对组件的污染、侵蚀。

在一个可选的实施例中，如图4～5所示，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置中，参数收集组件3还包括数据感应线圈311和整流器312，蓄电池313与整流器312电性连接，整流器312与感应线圈311电性连接，感应线圈311适于与外置的无线充电装置电磁感应产生电流。感应线圈311通过外置的无线充电装置实现电磁感应产生电流，电流通过整流器312整合后存储于蓄电池312中。

在一个可选的实施例中，如图4～5所示，本实用新型可穿戴式姿势和步态检测装置的参数收集组件还包括蓝牙模块331，蓝牙模块331与数据采集模块321电性连接，蓝牙模块331与蓄电池313电性连接。

使用时，通过压力传感器23和距离探测器21收集到的信息转换为电信号传入数据采集模块321，数据采集模块321将电流信号转换为足底压力值并存储，最后蓝牙模块331将收集、储存于数据采集模块321的信息传输至研究者终端，例如电脑或手机应用程序，实现患者姿势和步态的检测。

其中，封闭式空腔内设有T型隔板34，T型隔板的横臂341垂直于鞋体1的行进方向，T型隔板的竖臂342平行于鞋体1的行进方向，T型隔板34将封闭式空腔分为第一区31、第二区32和第三区33，第一区31设于横臂341的一侧，横臂341另一侧由竖臂342将第二区32和第三区33隔开。T型隔板34的设置不仅将封闭式空腔划分为不同的区域，而且T型隔34板能够对鞋体起到支撑作用，使划分出的三个区域中的装置组件不受人体压力的挤压，避免损坏。

感应线圈311、整流器312和蓄电池313设于第一区31，数据采集模块321设于第二区32，蓝牙模块331设于第三区33。利用感应线圈311配合整流器312实现无线充电功能，为蓄电池313充电，感应线圈311设于封闭式空腔内，避免了外置充电口，使得该检测装置具有防水性能，且清洗方便，杜绝液体、灰尘流入充电接口导致蓄电池313发生不良的短路现象等安全隐患。

使用时，受试者先进行Romberg(闭目直立试验)检查、modified Romberg(改进的Romberg试验)检查、原地踏步实验、Time up and Go(起立行走试验)检查、直线行走实验、自由行走实验、上下楼梯等动作，此时鞋垫2功能层上的若干个压力传感器23将监测前庭功能异常患者足底压力的分布，两个距离探测器21检测双脚之间的距离，并将信息转化为电信号上传给数据采集模块321，数据采集模块321对接收的电信号进行处理并存储，最终发送给研究着判断患者是否存在姿势和步态的异常。若存在异常，使受试者日常中继续穿戴本实用新型的检测装置，并监测患者在进行前庭康复锻炼的过程中姿势和步态的异常是否得到了纠正，该过程能直观反应患者的康复状态，便于调整治疗方案，对于需进一步行前庭康复锻炼的患者，嘱患者日常生活穿戴此装置3-6个月，用以监测治疗过程中姿势与步态异常情况是否逐渐变好。

本实用新型可穿戴式姿势和步态检测装置不同于现有的诊室检查和仪器检查，其应用场景更加贴近患者的日常生活状态，因此该装置所采集到的数据更能反应患者生活中所遇到的问题。并且，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置具有便携式的特点，且外观及穿戴感与普通运动鞋无异，可在除了睡觉和洗澡之外的任何时间对患者的姿势和步态数据进行检测，能够提供非常丰富的信息。另外，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置采用电磁感应无线充电技术，避免了外置充电口，使其能在日常任何的生活场景及清洗过程中避免进水，保证了防水性能。

综上所述，本实用新型的可穿戴式姿势和步态检测装置相比于现有技术，能够全方位监测前庭功能异常患者日常生活的姿势和步态异常，并能够评估患者治疗过程中姿势和步态的变化，其所采集到的数据更能反应患者生活中所遇到的问题，能够实时调整患者的前庭康复动作，达到高效恢复的目的。所以，本实用新型有效的克服了传统技术中的种种缺点而具有高度生产利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，包括鞋体(1)，所述鞋体(1)内部设有鞋垫(2)，所述鞋垫(2)内设有距离探测器(21)、鞋垫集成线路(22)和若干个压力传感器(23)，所述鞋体(1)跟部设有参数收集组件(3)，所述参数收集组件(3)包括数据采集模块(321)和蓄电池(313)，所述距离探测器(21)、压力传感器(23)、数据采集模块(321)均由蓄电池(313)供电，所述距离探测器(21)、压力传感器(23)均通过鞋垫集成线路(22)与数据采集模块(321)电性连接。

2.根据权利要求1所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述鞋垫(2)包括功能层(2a)和硅胶垫层(2b)，所述功能层(2a)设于近鞋体(1)底侧，所述硅胶垫层(2b)设于远鞋体(1)底侧。

3.根据权利要求2所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述距离探测器(21)、鞋垫集成线路(22)和压力传感器(23)设于功能层(2a)上。

4.根据权利要求3所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，若干个所述压力传感器(23)均匀分布于功能层(2a)上。

5.根据权利要求4所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述功能层(2a)上设有两个距离探测器(21)，其中一个设于功能层(2a)对应脚尖的端头，另一个设于功能层(2a)对应脚跟的端头。

6.根据权利要求1所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述鞋体(1)跟部设有封闭式空腔，所述参数收集组件(3)设于封闭式空腔内。

7.根据权利要求6所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述参数收集组件(3)还包括感应线圈(311)和整流器(312)，所述蓄电池(313)与整流器(312)电性连接，所述整流器(312)与感应线圈(311)电性连接，所述感应线圈(311)适于与外置的无线充电装置电磁感应产生电流。

8.根据权利要求7所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述参数收集组件(3)还包括蓝牙模块(331)，所述蓝牙模块(331)与数据采集模块(321)电性连接，所述蓝牙模块(331)与蓄电池(313)电性连接。

9.根据权利要求8所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述封闭式空腔内设有T型隔板(34)，所述T型隔板的横臂(341)垂直于鞋体(1)的行进方向，所述T型隔板的竖臂(342)平行于鞋体(1)的行进方向，所述T型隔板(34)将封闭式空腔分为第一区(31)、第二区(32)和第三区(33)，所述第一区(31)设于横臂(341)的一侧，所述横臂(341)另一侧由竖臂(342)将第二区(32)和第三区(33)隔开。

10.根据权利要求9所述的可穿戴式姿势和步态检测装置，其特征在于，所述感应线圈(311)、整流器(312)和蓄电池(313)设于第一区(31)，所述数据采集模块(321)设于第二区(32)，所述蓝牙模块(331)设于第三区(33)。

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