基于电磁跟踪系统的上肢空间活动范围测量系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于电磁跟踪系统的上肢空间活动范围测量系统，属于电磁跟踪技术领域。

背景技术：

现有上肢关节活动活动测量装置是对上肢关节进行二维的角度测量，如上肢前伸和后伸角度测量，上肢的外展和内伸角度测量，上肢水平的旋转角度测量等，以上测量都是在一个二维平面上进行测量，未实现对上肢关节空间活动范围的测量，无法实现对病人关节处、手臂处病变的检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有上肢关节活动活动测量装置存在的上述缺陷，通过数据处理与控制单元对发射信号的分时控制，并将接收单元的信号进行采集发送到PC进行处理，形成一个基于电磁跟踪的测量系统用于采集病人的上肢活动范围，从而实现对病人关节处、手臂处病变的检测。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

基于电磁跟踪系统的上肢空间活动范围测量系统，由发射单元、接收单元、数据处理与控制单元和PC机组成，所述发射单元包括信号产生电路、发射器和功放电路，所述接收单元包括接收器、放大电路和滤波电路，数据处理与控制单元包括模拟开关的控制和A/D转换电路，所述发射器设有3个，分别安装在肩关节、肘关节和腕关节，所述PC中存储有正常人进行上肢活动时的成像。

进一步地，所述的发射器为正交的三轴线圈，在数据处理与控制单元的控制下分时发射。

进一步地，所述的接收器为三轴磁阻传感器。

进一步地，数据处理与控制单元采用TMS320F2812来实现。

进一步地，还包括设于上臂处的发射器，设于上臂外侧距肱骨约15厘米处。

进一步地，还包括设于前臂处的发射器，设于前臂侧面距腕关节约10厘米处。

本实用新型的有益效果是：

通过数据处理与控制单元对发射信号的分时控制，并将接收单元的信号进行采集发送到 PC进行处理，PC中预存有正常人进行相同动作时的成像，病人相同动作下的成像与之对比，由此分析出病变位置和进行病情预判。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的DSP的外围接口框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述的基于电磁跟踪系统的上肢空间活动范围测量系统，由发射单元、接收单元、数据处理与控制单元和PC机组成，所述发射装置包括信号产生电路、发射器和功放电路，所述的发射器为正交的三轴线圈，在数据处理与控制单元的控制下分时发射，所述接收单元包括接收器、放大电路和滤波电路，所述的接收器为三轴磁阻传感器，数据处理与控制单元采用TMS320F2812来实现，包括模拟开关的控制和A/D转换电路，所述发射器设有3个，分别安装在肩关节、肘关节和腕关节，还包括设于上臂处的发射器，设于上臂外侧距肱骨约15厘米处，还包括设于前臂处的发射器，设于前臂侧面距腕关节约10厘米处，这两处的发射器用于精确采集上臂和前臂的信息。

如图2所示，发射单元实现磁场信号的产生和发射，其中信号发生电路生成发射器需要的驱动信号，接收单元接收磁场信号转化为电信号以及送入数据处理与控制单元之前的信号预处理，数据处理与控制单元通过I/O口对模拟开关的控制完成对发射信号的分时控制，将信号发生电路中产生的信号送入功放电路，然后驱动发射器产生空间磁场，同时产生数据采集同步信号，采集接收单元的输出信号，由A/D转换电路送入数据处理与控制单元处理。

本实用新型的工作过程：发射器主要是一正交的三轴线圈，数据处理与控制单元产生脉冲波，与信号产生电路结合产生交变方波，并送入功放电路以驱动发射器产生磁场，三轴线圈分时工作，向空间辐射电磁场，接收器为三轴磁阻传感器，接收器接收电磁波，将磁场信号转换为电信号输出，然后进行放大、滤波和检波后将电信号送入A/D转换电路，这样最后就得到9组数据，组成了一个3×3的矩阵。这9组中包含了目标物体足够的信息，数据处理与控制单元将这些信息转化为位置(X,Y,和Z笛卡尔坐标)和方位(俯仰角、偏行角、滚动角)，上传到计算机的上肢关节活动角度范围分析软件，进行人体上肢骨骼线条成像，再进一步进行人体上肢骨骼及手臂动态的、实时的成像，软件中预存有正常人进行相同动作时的成像，病人相同动作下的成像与之对比，由此分析出病变位置和进行病情预判。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。