一种人体骨关节运动学动态采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明本属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种人体骨关节运动学动态采集系统。
【背景技术】
[0002]骨关节损伤与疾病的发生和发展常常伴随着局部关节运动特征的改变。同时，一些异常的关节活动也可导致疾病的产生。检测骨关节系统在体的运动学特征，对疾病的科研，诊断，治疗以及预后评估等均具有重要意义。
[0003]光学动作捕捉与运动传感是目前应用较多的运动学检测方法。但在这些方法中，捕获运动的光学标志物或物理传感器均安装在肢体表面，由于皮肤与骨性结构间存在较大的相对活动，上述方法所获得的肢体动作信息并不适合精确研宄骨关节的在体运动，仅适用于步态分析、人体动力学研宄、动画制作等。
[0004]因此急需一种结构简单且能快速精确采集人体骨关节的在体运动学的装置。
【发明内容】
[0005]本发明实施例的目的在于提供一种人体骨关节运动学动态采集系统，旨在提供一种结构简单且能快速精确采集人体骨关节的在体运动学的装置。
[0006]本发明实施例是这样实现的，一种人体骨关节运动学动态采集系统，该系统包括:X轴移动底座、Y轴移动底座、X轴支撑架、人体支撑踏板、旋转轴、第一支撑架、第二支撑架、第一 X线球管、第一 X线接收器、第二 X线球管、第二 X接收器、运动捕捉器、运动采集装置、计算机控制器；
[0007]Y轴移动底座设置在X轴移动底座上，Z轴支撑架设置在Y轴移动底座上，人体支撑踏板独立设置在地上，旋转轴设置在Z轴支撑架上，第一支撑架、第二支撑架设置在旋转轴上，第一 X线球管和第一 X线接收器设置在第一支撑架上，第二 X线球管和第二 X接收器设置在第二支撑架上，运动捕捉器设置在被采集对象上，运动采集装置设置在旋转轴上，计算机控制器独立设置；
[0008]进一步，X轴移动底座、Y轴移动底座、X轴支撑架能根据计算机控制器给出的信号带动旋转轴进行X、Y、Z轴进行移动；
[0009]进一步，运动采集装置能采集设置在被采集对象上的运动捕捉器的距离，从而将信号发送给计算机控制器，计算机控制器通过运算给出X轴移动底座、Y轴移动底座、X轴支撑架的移动信号，由于人体支撑踏板独立设置，所以能够保证运动捕捉器和运动采集装置相对静止；
[0010]进一步，第一支撑架、第二支撑架能够根据旋转轴随意调角度，并且第一支撑架、第二支撑架采用环形臂设置，第一 X线球管、第一 X线接收器、第二 X线球管、第二 X接收器能够在环形臂上随意移动；
[0011]进一步，后期的软件系统通过三维模型一一二维影像的图像配准，还原受试者运动时骨关节的空间位置关系和运动特征。
[0012]进一步，该人体骨关节运动学动态采集系统还包括:第一动作体感摄像装置和第二动作体感摄像装置；第一动作体感摄像装置，用于捕捉目标骨关节一侧的肢体体表运动和位置信息；第二动作体感摄像装置，用于捕捉目标骨关节相对应的另一侧的肢体体表运动和位置信息。
[0013]进一步，该人体骨关节运动学动态采集系统还包括第一校准装置和第二校准装置；第一校准装置，用于对第一 X线球管和第一 X线接收器的偏移失准进行校正；第二校准装置，用于对第二 X线球管和第二 X线接收器的偏移失准进行校正。
[0014]进一步，计算机，计算机控制器与数据存储装置连接，用于接收和处理数据存储装置的数据，实时实现两个平面内的二维影像信息通过快速空间配准转化成骨关节系统的三维影像?目息O
[0015]进一步，运动采集装置采用贴片式无线传输电子运动采集装置，设有贴片式动作采集模组和数据接收模组；
[0016]贴片式动作采集模组设有传感器、信号处理模块、动作采集蓝牙模块和动作采集电源；传感器的输出端接信号处理模块的输入端口，信号处理模块的输出端口接动作采集蓝牙模块的输入端，动作采集电源的稳压电源输出端分别与传感器、信号处理模块和动作采集蓝牙模块电连接，动作采集蓝牙模块发射数据；数据接收模组设有数据接收蓝牙模块、单片机、闪存芯片和数据接收电源；数据接收蓝牙模块接收动作采集蓝牙模块发射的数据，数据接收蓝牙模块的输出端与单片机的输入端口连接，单片机的输出端口与闪存芯片连接，单片机的数据输出端口通过USB串口接入PC机保存并在PC机中进行运动分析，数据接收电源的稳压电压输出端分别与数据接收蓝牙模块、单片机和闪存芯片电连接；
[0017]动作采集电源设有充电控制电路、电池和稳压电源，充电控制电路的输出端接电池，电池与稳压电源连接，充电控制电路和电池分别与充电口连接，稳压电源输出端分别与传感器、信号处理模块和动作采集蓝牙模块电连接；
[0018]数据接收电源设有充电控制电路、电池和稳压电源，充电控制电路的输出端接电池，电池与稳压电源连接，充电控制电路和电池分别与USB串口连接，稳压电源输出端分别与数据接收蓝牙模块、单片机和闪存芯片电连接。
[0019]本发明具有的优点和积极效果是:本发明设置有X轴移动底座、Y轴移动底座、X轴支撑架，能够根据运动采集装置能采集设置在被采集对象上的运动捕捉器的距离，从而将信号发送给计算机控制器，计算机控制器通过运算给出轴移动底座、Y轴移动底座、Z轴支撑架的移动信号，由于人体支撑踏板独立设置，所以能够保证运动捕捉器和运动采集装置相对静止，即保证X线球管和X线接收器焦距不会发生变化。本发明还通过第一支撑架、第二支撑架可进行照射角度的调节，以保证最佳的照射效果。本发明提供了一种结构简单且能快速精确采集人体骨关节的在体运动学的装置。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例提供的一种人体骨关节运动学动态采集系统的结构示意图；
[0021]图中:1、X轴移动底座；2、Y轴移动底座；3、X轴支撑架；4、人体支撑踏板；5、旋转轴；6、第一支撑架；7、第二支撑架；8、第一 X线球管；9、第一 X线接收器；10、第二 X线球管；11、第二 X接收器；12、运动捕捉器；13、运动采集装置；14、计算机控制器。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0023]请参阅图1:
[0024]如图1所示，本发明实施例的一种人体骨关节运动学动态采集系统，该系统包括:X轴移动底座1、Y轴移动底座2、χ轴支撑架3、人体支撑踏板4、旋转轴5、第一支撑架6、第二支撑架7、第一 X线球管8、第一 X线接收器9、第二 X线球管10、第二 X接收器11、运动捕捉器12、运动采集装置13、计算机控制器14 ;
[0025]Y轴移动底座2设置在X轴移动底座I上，Z轴支撑架3设置在Y轴移动底座2上，人体支撑踏板4独立设置在地上，旋转轴5设置在Z轴支撑架3上，第一支撑架6、第二支撑架7设置在旋转轴5上，第一 X线球管8和第一 X线接收器10设置在第一支撑架6上，第二 X线球管9和第二 X接收器11设置在第二支撑架7上，运动捕捉器12设置在被采集对象上，运动采集装置13设置在旋转轴5上，计算机控制器14独立设置；
[0026]进一步，X轴移动底座1、Υ轴移动底座2、Χ轴支撑架3能根据计算机控制器14给出的信号带动旋转轴5进行X、Y、Z轴进行移动；
[0027]进一步，运动采集装置13能采集设置在被采集对象上的运动捕捉器12的距离，从而将信号发送给计算机控制器14，计算机控制器14通过运算给出X轴移动底座1、Y轴移动底座2、Ζ轴支撑架3的移动信号，由于人体支撑踏板4独立设置，所以能够保证运动捕捉器12和运动采集装置13相对静止；
[0028]进一步，第一支撑架6、第二支撑架7能够根据旋转轴随意调角度，并且第一支撑架6、第二支撑架7采用环形臂设置，第一 X线球管9、第一 X线接收器10、第二 X线球管11、第二 X接收器12能够在环形臂上随意移动；
[0029]进一步，后期的软件系统通过三维模型一一二维影像的图像配准，还原受试者运动时骨关节的空间位置关系和运动特征。
[0030]进一步，该人体骨关节运动学动态采