CN219183775U - 一种手部肌肉力量检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手部肌肉力量检测的装置，涉及手部肌肉力量检测技术领域。该装置包括：信号采集模块，与被测者的手掌侧的每根手指接触，用于采集被测者抓握物体时每根手指的触碰电阻信号；电压转换模块，与所述信号采集模块连接，用于将所述触碰电阻信号转换为模拟电压信号；控制核心模块，与所述电压转换模块连接，用于将所述模拟电压信号转换为压力数据，并根据所述压力数据对被测者的手部肌肉力量进行检测，得到检测结果。本实用新型能够实现分指检测被测者的手部肌肉力量。

Description

一种手部肌肉力量检测的装置

技术领域

本实用新型涉及手部肌肉力量检测技术领域，特别是涉及一种手部肌肉力量检测的装置。

背景技术

手部功能障碍是常见的上肢障碍之一，很多疾病如偏瘫、脑卒中等都容易导致手部功能障碍。手部功能的精细康复要求高，康复难度大。通过对手部肌肉功能的评定，有利于康复过程中制定效果不同的康复训练方案。

现有的专用于手部肌力检测的器械主要是握力计和捏力计。如JamarPlus+握力计数字加强版，它是目前为止信度最高、应用最广泛的握力测试仪器。医师通过仪器检测获得最大握力值，然后综合患者的个人特征因素(性别、年龄等)，判断患者的握力值是否符合正常生活水平标准，诊断效率较低且主观性较强。另外，这类器械只能宏观的检测手部整体肌群是否肌力不足，不能分指测量。与此同时，当前正缺乏专用于手部肌肉耐力定量检测的器械。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种手部肌肉力量检测的装置，以实现分指检测被测者的手部肌肉力量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种手部肌肉力量检测的装置，所述装置包括：

信号采集模块，与被测者的手掌侧的每根手指接触，用于采集被测者抓握物体时每根手指的触碰电阻信号；

电压转换模块，与所述信号采集模块连接，用于将所述触碰电阻信号转换为模拟电压信号；

控制核心模块，与所述电压转换模块连接，用于将所述模拟电压信号转换为压力数据，并根据所述压力数据对被测者的手部肌肉力量进行检测，得到检测结果。

可选地，所述信号采集模块包括：

多个压力传感器，与被测者的手掌侧的每根手指均匀接触。

可选地，所述信号采集模块还包括：

手套；多个所述压力传感器均通过硬质垫片集成在所述手套的手掌侧。

可选地，多个所述压力传感器均通过电路飞线与所述电压转换模块连接；所述电路飞线从所述手套的手掌侧绕至手背侧，并向下沿被测者的手骨骼固定。

可选地，所述装置还包括：

功能按键模块，与所述控制核心模块连接，用于向所述控制核心模块发送控制信号；所述控制信号包括：开始信号、暂停信号和结束信号。

可选地，所述装置还包括：

触控显示模块，与所述控制核心模块连接，用于获取被测者的特征信息，并将所述特征信息发送至所述控制核心模块，还用于显示所述压力数据及所述检测结果；所述特征信息包括：性别、年龄和体重。

可选地，所述触控显示模块包括：

信息显示单元，与所述控制核心模块连接，用于显示所述压力数据及所述检测结果；

触摸控制单元，与所述控制核心模块连接，用于获取被测者的特征信息，并将所述特征信息发送至所述控制核心模块。

可选地，所述控制核心模块包括：

模数转换单元，与所述电压转换模块连接，用于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；

数据处理单元，分别与所述模数转换单元及所述信息显示单元连接，用于将所述数字电压信号转换为压力数据，并将所述压力数据发送至所述信息显示单元；

肌力检测单元，分别与所述数据处理单元、所述触摸控制单元及所述信息显示单元连接，用于根据所述压力数据及所述特征信息检测被测者的每个手指所支配肌群的肌力水平和肌耐力功能水平，得到检测结果，并将所述检测结果发送至所述信息显示单元。

可选地，所述控制核心模块还包括：

存储单元，与所述肌力检测单元连接，用于存储所述检测结果；

所述触摸控制单元还用于向所述肌力检测单元发送查询命令；

所述肌力检测单元还用于根据所述查询命令，将所述存储单元内存储的相应检测结果发送至所述信息显示单元进行显示。

可选地，所述电压转换模块为多通道线性电压转换模块；所述控制核心模块为STM32F407ZGT6芯片。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置，利用与被测者的手掌侧的每根手指接触的信号采集模块采集被测者抓握物体时每根手指的触碰电阻信号，并将触碰电阻信号转换为压力数据，然后根据压力数据对被测者的手部肌肉力量进行检测，得到检测结果，代替了现有技术中由医生依据临床经验来综合被测者的个人特征因素进行检测的模式，提高了检测效率，填补了当前专用于手部肌肉力量检测的器械的空缺；并且，由于本实用新型中的信号采集模块与被测者的手掌侧的每根手指均有接触，因此能够得到每根手指的触摸电阻信号，进而确定每根手指的压力数据，因此还能够实现分指测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置的模块结构示意图；

图2为本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置的运行流程框图；

图4为本实用新型提供的椭圆形康复握力球的结构示意图。

符号说明：信号采集模块—1，压力传感器—11，手套—12，电压转换模块—2，控制核心模块—3，功能按键模块—4，触控显示模块—5，信息显示单元—51，触摸控制单元—52。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种手部肌肉力量检测的装置，以实现分指检测被测者的手部肌肉力量。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种手部肌肉力量检测的装置，图1为本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置的模块结构示意图。如图1所示，所述装置包括：信号采集模块1、电压转换模块2和控制核心模块3。

所述信号采集模块1与被测者的手掌侧的每根手指接触；所述信号采集模块1用于采集被测者抓握物体时每根手指的触碰电阻信号。

所述电压转换模块2与所述信号采集模块1连接；所述电压转换模块2用于将所述触碰电阻信号转换为模拟电压信号。在转换的同时，所述电压转换模块2还用于对所述模拟电压信号进行合理的放大。

所述控制核心模块3与所述电压转换模块2连接；所述控制核心模块3用于将所述模拟电压信号转换为压力数据，并根据所述压力数据对被测者的手部肌肉力量进行检测，得到检测结果。

其中，将触碰电阻信号转换为模拟电压信号、将模拟电压信号转换为压力数据以及根据压力数据对被测者的手部肌肉力量进行检测的过程均采用现有技术实现，例如：信号采集模块受压后应变产生相应的触碰电阻信号，将该信号传入电压转换模块即可转变为对应的模拟电压信号输出；通过对模拟电压信号进行模数转换，即可将模拟电压信号转换为数字电压信号，进而根据预先测定得到的数字电压信号与压力数据的转换公式，通过对数字电压信号进行简单的数学运算，如求均值、标准差、最大值等，即可得到需要的压力数据；通过将得到的压力数据与被测者手部肌肉力量正常时的压力数据范围进行比较，即可实现对被测者手部肌肉力量的检测。由于上述内容不在本实用新型要求保护的范围内，因此不作赘述。

图2为本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置的整体结构示意图。如图2所示，所述信号采集模块包括：多个压力传感器11。多个所述压力传感器11采用点阵式排列，且均与被测者的手掌侧的每根手指均匀接触，负责采集手部的压力数据并且将其转换成相应的触碰电阻信号。所述压力传感器11优选为压阻式薄膜压力传感器。

进一步地，所述信号采集模块还包括：手套12。多个所述压力传感器11均通过硬质垫片集成在所述手套12的手掌侧，以使当被测者佩戴手套12后，多个所述压力传感器11与被测者的手掌侧的每根手指接触，且均匀分布，从而当被测者抓握物体时，能够测得每根手指的触碰电阻信号。多个所述压力传感器11均通过电路飞线与所述电压转换模块2连接；所述电路飞线从所述手套12的手掌侧绕至手背侧，并向下沿被测者的手骨骼固定。

在实际应用中，将多个压阻式薄膜压力传感器与硬质垫片相贴合，集成在手套掌侧，各压力传感器共同连接到多通道线性电压转换模块的输入端，二者之间使用电路飞线连接，飞线从手掌侧绕到背侧，向下沿手骨骼固定。

进一步地，所述装置还包括：功能按键模块4。所述功能按键模块4与所述控制核心模块连接。所述功能按键模块4用于向所述控制核心模块3发送控制信号；所述控制信号包括：开始信号、暂停信号和结束信号，所述控制核心模块3则根据所述控制信号控制检测过程的开始、暂停和结束。

进一步地，所述装置还包括：触控显示模块5。所述触控显示模块5与所述控制核心模块3连接。所述触控显示模块5用于获取被测者的特征信息，并将所述特征信息发送至所述控制核心模块3；所述触控显示模块5还用于显示所述压力数据及所述检测结果；所述特征信息包括：性别、年龄和体重。

具体地，所述触控显示模块5包含信息显示单元51和触摸控制单元52两个部分。所述信息显示单元51及所述触摸控制单元52均与所述控制核心模块3连接。所述信息显示单元51用于显示所述压力数据及所述检测结果；所述触摸控制单元52用于获取被测者的特征信息，并将所述特征信息发送至所述控制核心模块。

在实际应用中，信息显示单元51负责接收控制核心模块3传递的压力数据和检测结果并在液晶显示屏上进行显示。所述信息显示单元51支持在检测过程中，以动态压力波形图或动态压力分布掌形图的模式实时显示每个监测点的应变压力数据。触摸控制单元52负责接收使用者的触控指令并传递给控制核心模块3，其中包含被测者的特征信息以及所选择的动态显示模式。

所述信息显示单元51优选为TFTLCD屏。具体地，将TFTLCD屏直插在设备控制核心板(即控制核心模块3)上。该显示屏负责以动态压力分布掌形图或实时压力波形图的显示模式动态监测应变压力，并完成检测结果的显示。

作为一种具体的实施方式，所述控制核心模块3包括：模数转换单元，与所述电压转换模块连接，用于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号。数据处理单元，分别与所述模数转换单元及所述信息显示单元连接，用于将所述数字电压信号转换为压力数据，并将所述压力数据发送至所述信息显示单元。肌力检测单元，分别与所述数据处理单元、所述触摸控制单元及所述信息显示单元连接，用于根据所述压力数据及所述特征信息检测被测者的每个手指所支配肌群的肌力水平和肌耐力功能水平，得到检测结果，并将所述检测结果发送至所述信息显示单元。

进一步地，所述控制核心模块3还包括：存储单元，与所述肌力检测单元连接，用于存储所述检测结果；所述触摸控制单元还用于向所述肌力检测单元发送查询命令；所述肌力检测单元则还用于根据所述查询命令，将所述存储单元内存储的相应检测结果发送至所述信息显示单元进行显示。所述存储单元具体为内置SD卡。

优选地，控制核心模块3以STM32F407ZGT6芯片为主要控制核心，其通过内置的程序和指令能够实现以下功能：

(1)处理线性电压转换模块传入的模拟电压信号，将模拟电压信号转换为相应的压力数据，并记录下来。

(2)对记录的压力数据进行分析，计算压力采集模块中每个检测点的最大压力值、压力均值和标准差。

(3)接收来自触控显示模块输入的被测者的特征信息(性别、年龄和体重等)。

(4)依据记录的最大压力值、压力均值和标准差，综合被测者的特征信息，判断五个手指所支配肌群是否存在肌力不足或肌耐力功能水平低下的情况，按照临床的分级诊断标准，自动生成手部功能检测报告。

(5)接收来自触控显示模块输入的查询命令，调用已存储在内置SD卡的手部功能检测结果。

在实际应用中，控制核心模块3将多通道线性电压转换模块的模拟输出引脚信号线接入其外设ADC(模拟数字转换器)输入引脚。该模块负责将模拟电压信号转换成相应的数字电压信号，然后将数字电压信号转换为相应的压力值，紧接着完成数据处理，实时更新压力最大值，依据最大压力值，检测五个手指所支配肌群的肌力水平；计算多个压力数据的均值和标准差，检测五个手指所支配肌群肌耐力功能水平；并且通过智能数据处理算法，支持控制TFTLCD屏实时显示应变压力。除此以外，还接收触控显示模块输入的触控指令，对内置SD卡完成读写操作，实现页面切换，存储数据以及查询数据的功能。

图3为本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置的运行流程框图。如图3所示，采用本实用新型提供的装置的整体运作流程如下：

1、开启设备，穿戴手套。

2、选择被测者性别、年龄和体重等特征信息，选择动态压力显示模式(动态压力分布掌形图、动态压力波形图)，按下开始按键进行测量。

3、被测者用力抓握椭圆形康复握力球，按下记录按键后系统开始记录数据。其中，椭圆形康复握力球的结构参见图4。

4、按下结束按键结束检测，从屏幕上读取检测结果，点选触屏按键保存检测结果。

5、点选触屏按键返回菜单，支持触屏点选查询按键，查看不同被测者编号的检测结果。

与现有技术相比，本实用新型提供的手部肌肉力量检测的装置设置有点阵式排列的压力传感器，支持定量检测五个手指所支配的肌群是否肌力不足，并且根据性别、年龄和体重等个人特征因素，结合每个压力传感器采集到的最大压力值、压力均值以及标准差，自动生成检测报告，解决了只能宏观检测手部整体肌群肌力水平的问题，代替了由医生依据临床经验来综合患者的个人特征因素进行检测的模式，提高了检测效率。

同时，本装置还支持定量检测五个手指所支配肌群是否肌耐力功能水平异常，并依据压力均值和方差以及个人特征因素给出诊断结果(异常、正常)，填补了当前专用于手部肌肉力量定量检测的器械的空缺。

除此以外，装置检测时依据选择的显示模式支持动态压力波形图或动态压力分布掌形图两种，能够动态显示测量时的应变压力数值。

本实用新型可以将每次测量的应变压力值存储到内置SD卡中，支持触屏选择回看不同被测者编号的压力数据和检测结果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述装置包括：

信号采集模块，与被测者的手掌侧的每根手指接触，用于采集被测者抓握物体时每根手指的触碰电阻信号；

电压转换模块，与所述信号采集模块连接，用于将所述触碰电阻信号转换为模拟电压信号；

控制核心模块，与所述电压转换模块连接，用于将所述模拟电压信号转换为压力数据，并根据所述压力数据对被测者的手部肌肉力量进行检测，得到检测结果。

2.根据权利要求1所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述信号采集模块包括：

多个压力传感器，与被测者的手掌侧的每根手指均匀接触。

3.根据权利要求2所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述信号采集模块还包括：

手套；多个所述压力传感器均通过硬质垫片集成在所述手套的手掌侧。

4.根据权利要求3所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，多个所述压力传感器均通过电路飞线与所述电压转换模块连接；所述电路飞线从所述手套的手掌侧绕至手背侧，并向下沿被测者的手骨骼固定。

5.根据权利要求1所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述装置还包括：

功能按键模块，与所述控制核心模块连接，用于向所述控制核心模块发送控制信号；所述控制信号包括：开始信号、暂停信号和结束信号。

6.根据权利要求1所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述装置还包括：

触控显示模块，与所述控制核心模块连接，用于获取被测者的特征信息，并将所述特征信息发送至所述控制核心模块，还用于显示所述压力数据及所述检测结果；所述特征信息包括：性别、年龄和体重。

7.根据权利要求6所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述触控显示模块包括：

信息显示单元，与所述控制核心模块连接，用于显示所述压力数据及所述检测结果；

触摸控制单元，与所述控制核心模块连接，用于获取被测者的特征信息，并将所述特征信息发送至所述控制核心模块。

8.根据权利要求7所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述控制核心模块包括：

模数转换单元，与所述电压转换模块连接，用于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；

数据处理单元，分别与所述模数转换单元及所述信息显示单元连接，用于将所述数字电压信号转换为压力数据，并将所述压力数据发送至所述信息显示单元；

肌力检测单元，分别与所述数据处理单元、所述触摸控制单元及所述信息显示单元连接，用于根据所述压力数据及所述特征信息检测被测者的每个手指所支配肌群的肌力水平和肌耐力功能水平，得到检测结果，并将所述检测结果发送至所述信息显示单元。

9.根据权利要求8所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述控制核心模块还包括：

存储单元，与所述肌力检测单元连接，用于存储所述检测结果；

所述触摸控制单元还用于向所述肌力检测单元发送查询命令；

所述肌力检测单元还用于根据所述查询命令，将所述存储单元内存储的相应检测结果发送至所述信息显示单元进行显示。

10.根据权利要求1所述的手部肌肉力量检测的装置，其特征在于，所述电压转换模块为多通道线性电压转换模块；所述控制核心模块为STM32F407ZGT6芯片。

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