一種肢體痙攣評測方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001 ]本發(fā)明涉及一種肢體痙攣評測方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
【背景技術(shù)】：
[0002]痙攣是一種由牽張反射高興奮性所致的、以速度依賴的、緊張性牽張反射增強(qiáng)伴 腱反射逾常為特征的運(yùn)動(dòng)障礙。對痙攣的治療離不開對痙攣的評定，痙攣檢測方法有主觀 評定方法和客觀評定方法。目前臨床上應(yīng)用最為廣泛的主觀評定量表是改良Ashworth量 表，該量表在臨床上易于實(shí)現(xiàn)，但量表本身屬于定性描述，評測主觀性強(qiáng)，不能滿足客觀精 確的定量評定要求。而大型等速肌力測試系統(tǒng)、肌電儀等設(shè)備雖然可以滿足客觀定量評定 要求，但由于價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜等因素的限制一直無法得到臨床推廣。
[0003] 根據(jù)改良Ashworth量表描述：
[0004]
[0005] 表1改良Ashworth量表
[0006] 表明肌張力變化情況與痙攣等級有直接關(guān)系，同時(shí)也表明加速度突然變化所對用 的角度，習(xí)慣上稱之為牽張反射閾值角度的關(guān)節(jié)角度也與痙攣等級有直接關(guān)系。肌張力的 突然增高會導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)過程中關(guān)節(jié)角加速度以及線加速度的突然變化，因此通過檢測運(yùn)動(dòng)過 程中運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括加速度速度以及角度的變化便可評估出痙攣等級。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種肢體痙攣評測方法及實(shí)現(xiàn)該 方法的裝置，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測上肢肘關(guān)節(jié)角加速度或者前臂任意一點(diǎn)線速度突變對應(yīng)的肘關(guān) 節(jié)角度以及肘關(guān)節(jié)角加速度或者前臂任意一點(diǎn)線加速度變化數(shù)據(jù)評估上肢痙攣程度，
[0008] 本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
[0009] 一種肢體痙攣評測方法，實(shí)時(shí)獲得上肢肘關(guān)節(jié)做伸展運(yùn)動(dòng)過程中肘關(guān)節(jié)角度、角 速度以及角加速度變化數(shù)值;設(shè)m為人體上肢前臂與手的質(zhì)量，J代表人體上肢前臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量，w為肘關(guān)節(jié)角速度，Θ表示肘關(guān)節(jié)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)角度，ε表示肘關(guān)節(jié)角加速度，0 all表示一個(gè)伸 展周期的肘關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活動(dòng)度；
[0010] ①被測者根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)從屈曲可達(dá)最大角度至伸展可達(dá)最大角度的伸展 運(yùn)動(dòng)；
[0011] ②被測者根據(jù)要求在肢體相應(yīng)位置放置相應(yīng)傳感器，確保可以獲取檢測過程中肘 關(guān)節(jié)角度、角速度以及角加速度數(shù)據(jù)；
[0012] ③當(dāng)肘關(guān)節(jié)根據(jù)要求做伸展運(yùn)動(dòng)時(shí)，肘關(guān)節(jié)受肘關(guān)節(jié)阻力矩以及動(dòng)力矩綜合作 用，根據(jù)角加速度與扭矩的關(guān)系，可得肘關(guān)節(jié)角加速度為：
[0013] e=M/J； (1)
[0014] 式中Μ表示肘關(guān)節(jié)所受綜合力矩；
[0015] 伸展運(yùn)動(dòng)前期，肘關(guān)節(jié)做勾速運(yùn)動(dòng)，跑力=順，ε=〇; ⑵
[0016] 此時(shí)肘關(guān)節(jié)阻力矩可看作線性彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)：
[0017] MB = be + k θ ； (3)
[0018] 其中k表示為系統(tǒng)彈性系數(shù)，b表示為系統(tǒng)阻尼系數(shù)，
[0019] _為變量，確保_=順，且在伸展過程中不會突變。
[0020] ④當(dāng)肘關(guān)節(jié)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)到一定角度03時(shí)，如果痙攣發(fā)生，肘關(guān)節(jié)阻力突然瞬時(shí)增大， 設(shè)此時(shí)阻力矩為_+ΛΜ，此時(shí)，肘關(guān)節(jié)角加速度值為：
[0021] e = (]\feA-(_j+AM))/J (4)
[0022] ⑤由公式(1)(2)(3)(4)加速度變化值A(chǔ)e=_AM/J (5);
[0023] 其中，J為定值，ΛΜ為肘關(guān)節(jié)扭矩突變值。
[0024]⑥MAS量表(改良Ashworth量表)為常用痙攣評定量表，根據(jù)被測者肘關(guān)節(jié)阻力變 化情況(ΛΜ)以及阻力變化對應(yīng)的關(guān)節(jié)角度03評定痙攣，該方法能通過角加速度￡數(shù)據(jù)以及 肘關(guān)節(jié)阻力突變時(shí)角度數(shù)據(jù)9 s/0all將MAS量表量化，從而定量評定出人體痙攣程度。
[0025] 利用肘關(guān)節(jié)伸展運(yùn)動(dòng)過程前臂任意一點(diǎn)線加速度突變對應(yīng)的肘關(guān)節(jié)角度以及線 加速度變化數(shù)據(jù)定量評價(jià)痙攣;根據(jù)線加速度與角加速度關(guān)系：
[0026] a = Le ； (6)
[0027] 其中a表示線加速度，ε表示角加速度，L表示線加速度傳感器距離肘關(guān)節(jié)長度； [0028]根據(jù)（1)(2)(3)(4)(5)(6)可得：
[0029] Aa = -(L/J)*(AM); (7)
[0030] 其中，L、J為定值;根據(jù)被測者肘關(guān)節(jié)阻力變化（ΛΜ)以及變化對應(yīng)的角度0S評定 痙攣，該方法能通過線加速度數(shù)據(jù)以及肘關(guān)節(jié)阻力突變時(shí)角度數(shù)據(jù)9 s/9aii將MAS量表量化， 從而定量評定出人體痙攣程度。
[0031] 一種肢體痙攣評測裝置，其包括：
[0032] 前部活動(dòng)支架和后部支撐支架，所述前部活動(dòng)支架和后部支撐支架的相向端交錯(cuò) 疊合并通過連接軸鉸接，所述連接軸的一端與前部活動(dòng)支架固聯(lián)，另一端固定連接有角度 采集模塊，在所述前部活動(dòng)支架的前端固定設(shè)置有加速度采集模塊;所述角度采集模塊、加 速度采集模塊與主機(jī)處理模塊通訊，主機(jī)處理模塊與智能儀表通訊。
[0033] 所述主機(jī)處理模塊主要包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號采集模塊以及信號發(fā)送模塊。
[0034] 在所述前部活動(dòng)支架上設(shè)有能沿其長度方向滑動(dòng)的滑塊，在所述滑塊上固定設(shè)置 有前套筒，所述滑塊能通過鎖定螺栓鎖定在前部活動(dòng)支架上。
[0035] 在所述前部活動(dòng)支架上設(shè)有刻度，刻度的起始點(diǎn)朝向連接軸所在處。
[0036] 在所述后部支撐支架上設(shè)有能沿其長度方向滑動(dòng)的滑塊，在所述滑塊上固定設(shè)置 有圓筒形的護(hù)具，所述滑塊能通過螺栓鎖定在后部支撐支架上。
[0037]所述角度采集模塊包括角度傳感器以及信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊包括與 角度傳感器電性連接的調(diào)理電路、與調(diào)理電路連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊以及與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接 的信號發(fā)送模塊；
[0038]所述智能儀表包括信號接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及顯示模塊;所述信號接收模 塊與信號發(fā)送模塊通訊，信號接收模塊與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端連接，顯示模塊與數(shù)據(jù)處 理模塊的輸出端連接。
[0039]所述加速度采集模塊包括加速度傳感器以及信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊包 括與加速度傳感器電性連接的調(diào)理電路、與調(diào)理電路連接信號采集模塊以及與信號采集模 塊連接的的信號發(fā)送模塊；
[0040] 所述智能儀表包括信號接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及顯示模塊;所述信號接收模 塊與信號發(fā)送模塊通訊，信號接收模塊與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端連接，顯示模塊與數(shù)據(jù)處 理模塊的輸出端連接。
[0041] -種前述所述評測方法的肢體痙攣評測裝置，其特征在于包括:第一慣性傳感器 模塊和第二慣性傳感器模塊，兩個(gè)所述傳感器模塊分別穿戴于上肢前臂與上臂上，檢測過 程中通過兩慣性傳感器輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)空間相對關(guān)系以及線加速度與角加速度關(guān)系處理得 到肘關(guān)節(jié)角度、角加速度以及運(yùn)動(dòng)角速度；
[0042] 所述第一慣性傳感器模塊、第二慣性傳感器模塊各自包括與慣性傳感器電性連接 的調(diào)理電路、與調(diào)理電路連接的信號采集模塊以及與信號采集模塊連接的信號發(fā)送模塊； [0043]所述肢體痙攣評測裝置還包括智能儀表，所述智能儀表包括信號接收模塊、數(shù)據(jù) 處理模塊以及顯示模塊;所述信號接收模塊與信號發(fā)送模塊通訊，信號接收模塊與數(shù)據(jù)處 理模塊的輸入端連接，顯示模塊與數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端連接；
[0044] 設(shè)m為人體上肢前臂與手的質(zhì)量，J代表人體上肢前臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，w為肘關(guān)節(jié)角速 度，Θ表示肘關(guān)節(jié)實(shí)時(shí)角度，ε表示肘關(guān)節(jié)角加速度，0 all表示一個(gè)伸展周期的肘關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活 動(dòng)度；
[0045] ①被測者根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)從屈曲可達(dá)最大角度至伸展可達(dá)最大角度的伸展 運(yùn)動(dòng)；
[0046] ②被測者根據(jù)要求在肢體前臂與上臂相應(yīng)位置放置慣性傳感器，確保慣性傳感器 輸出加速度方向以及角速度方向沿著肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)切線方向；
[0047] ③當(dāng)肘關(guān)節(jié)根據(jù)要求做伸展運(yùn)動(dòng)時(shí)，肘關(guān)節(jié)受肘關(guān)節(jié)阻力矩以及動(dòng)力矩綜合作 用，根據(jù)角加速度與扭矩的關(guān)系，可得肘關(guān)節(jié)角加速度為：
[0048] e=M/J； (8)
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