一种膝关节骨关节炎辅助检测方法与流程

本发明涉及医疗设备，尤其涉及一种用于膝关节骨关节炎辅助检测的可穿戴传感器设备。

背景技术：

1、我国进入老龄化社会，骨关节炎的发病率和患病率也呈逐年上升趋势，严重影响中老年人生活质量，给家庭和社会造成了巨大的经济负担。因此，规范诊断和治疗骨关节炎显得尤为重要。该病变成因复杂，筛查指标不全；起病隐匿，早期诊断困难。更由于其进展规律不统一，分级诊疗泛化，识别干预晚、诊治不规范、管理不到位、临床结局差。因此亟需完善早期识别策略，更加简便快捷的进行早期病变的筛查。

2、膝关节骨关节炎的早期诊断需要动作测试的辅助，包括平衡测试、步行能力测试等一系列动作测试，但是这些测试仅能通过医生的观察以及有限的客观数据，如完成时间等进行辅助评定。

3、因此有必要对现有技术加以改进。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，该膝关节骨关节炎辅助检测方法可以辅助在膝关节骨关节炎的早期诊断的动作测试中收集更多的运动速度等相关数据，可以通过评估运动学特征，正确理解复杂的功能性运动，研究运动学有助于评估患者的功能恢复情况评估。

2、为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法是通过以下技术方案实现的:

3、一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于，所述辅助检测方法包括如下步骤：

4、s1、于受试者的腰部、双侧大腿和双侧小腿上分别固定一个多轴mems陀螺仪，并建立主控芯片和该些多轴mems陀螺仪的通讯连接；

5、s2、受试者执行测试动作，在测试过程中：所述多轴mems陀螺仪持续采集受试者动作过程中腰部和腿部的x、y、z三轴方向的角速度；所述主控芯片以设定采样频率读取五个多轴mems陀螺仪当前的角速度数据，以及为各采样的角速度数据添加相应时间戳；之后所述主控芯片将所采样的带有时间戳的角速度数据存储至存储模块。

6、所述受试者执行的测试动作包括以下动作中的一种或多种的组合：

7、a、身体摇晃控制测试：受试者在没有外界帮助的情况下睁眼双腿站立于软垫上，双脚稍分开，保持身体平衡以减少晃动，持续一定时间；

8、b、闭目双脚站立动作；受试者在没有外界帮助的情况下闭眼双腿站立，且双臂伸展，持续一定时间；

9、c、单脚站立动作；受试者在没有外界帮助的情况下分别左右脚单脚站立，持续一定时间；

10、d、由坐至站动作；受试者交叉双臂，以尽可能快的速度从椅子上站起；

11、e、由站至坐动作；受试者交叉双臂，以尽可能快的速度由站姿坐到椅子上；

12、f、行走、转弯动作；受试者在无障碍平地直走一段距离，以及转弯；

13、g、蹲起动作；受试者交叉双臂，以尽可能快的速度反复进行站立下蹲动作，膝关节屈曲90°认为完成下蹲，膝关节伸直认为完成站立；

14、h、上/下楼梯测试；受试者上下楼梯测试；

15、i、快走测试；受试者在无障碍平地以尽可能快的速度行走一定距离。

16、所述步骤s1中于受试者大腿和小腿上分别固定多轴mems陀螺仪的方法是：所述受试者的腿部穿戴腿部模块，所述腿部模块为一体结构，其上设置两个多轴mems陀螺仪；所述腿部模块固定于受试者腿部时，其上一个多轴mems陀螺仪被固定于受试者大腿中部到大腿近膝盖的1/3处，另一个多轴mems陀螺仪被固定于受试者小腿中部到小腿近膝盖的1/3处，且这两个多轴mems陀螺仪均设于受试者腿部外侧。

17、所述腿部模块包括一个弹性套筒，所述的两个多轴mems陀螺仪被设置于所述弹性套筒的上下两端；所述穿戴的方法为：提供若干副不同外形尺寸的腿部模块，每一副腿部模块包括两个外形尺寸以及多轴mems陀螺仪设置位置相同的腿部模块；穿戴前根据受试者体型选择适配的一副腿部模块，之后拉开拉链将弹性套筒裹于膝盖处，且使两个多轴mems陀螺仪配置于对应位置；然后拉上拉链，进一步调整多轴mems陀螺仪安装位置。

18、所述腿部模块包括两个束缚端和一个连接于所述束缚端之间的连接部；所述两个束缚端各设置一个多轴mems陀螺仪，能够分别束缚受试者大腿和小腿上；所述束缚端包括通过魔术贴粘合为环状的松紧带，所述连接部为由弹性材料制成的片状或条状；所述穿戴的方法为：将带有多轴mems陀螺仪的束缚端分别固定在大腿/小腿对应的安装位置。

19、所述步骤s1中于受试者腰部固定多轴mems陀螺仪的方法是：在所述受试者的腰部穿戴一腰部模块，所述腰部模块呈腰带状，其上设置一内置有多轴mems陀螺仪的盒体，所述受试者穿戴完成后，所述盒体位于受试者腹部。

20、所述主控芯片包括主控芯片、模拟开关电路和时钟芯片电路；所述主控芯片一设定采样频率切换模拟开关电路分别依次读取五个多轴mems陀螺仪的数据。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，该膝关节骨关节炎辅助检测方法采用5个mems陀螺仪传感器，分别穿戴于尾椎处、双侧大腿、双侧小腿，能够较为完整构建下肢的参照坐标系从而进一步表达下肢的运动状态。其中腰部传感器集成在主板上，与电池一起通过带有腰带的外壳穿戴于腰部，其余四个传感器各自有带有绑带的外壳供反复穿戴使用。

22、通过上述设计，该膝关节骨关节炎辅助检测方法在膝关节骨关节炎的早期诊断的动作测试中能够收集更多的运动速度等相关数据，可以通过评估运动学特征，正确理解复杂的功能性运动，研究运动学有助于评估患者的功能恢复情况评估。

技术特征：

1.一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于，所述辅助检测方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于，所述受试者执行的测试动作包括以下动作中的一种或多种的组合：

3.根据权利要求1所述的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于，所述步骤s1中于受试者大腿和小腿上分别固定多轴mems陀螺仪的方法是：所述受试者的腿部穿戴腿部模块，所述腿部模块为一体结构，其上设置两个多轴mems陀螺仪；所述腿部模块固定于受试者腿部时，其上一个多轴mems陀螺仪被固定于受试者大腿中部到大腿近膝盖的1/3处，另一个多轴mems陀螺仪被固定于受试者小腿中部到小腿近膝盖的1/3处，且这两个多轴mems陀螺仪均设于受试者腿部外侧。

4.根据权利要求3所述的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于：所述腿部模块包括一个弹性套筒，所述的两个多轴mems陀螺仪被设置于所述弹性套筒的上下两端；所述穿戴的方法为：提供若干副不同外形尺寸的腿部模块，每一副腿部模块包括两个外形尺寸以及多轴mems陀螺仪设置位置相同的腿部模块；穿戴前根据受试者体型选择适配的一副腿部模块，之后拉开拉链将弹性套筒裹于膝盖处，且使两个多轴mems陀螺仪配置于对应位置；然后拉上拉链，进一步调整多轴mems陀螺仪安装位置。

5.根据权利要求3所述的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于：所述腿部模块包括两个束缚端和一个连接于所述束缚端之间的连接部；所述两个束缚端各设置一个多轴mems陀螺仪，能够分别束缚受试者大腿和小腿上；所述束缚端包括通过魔术贴粘合为环状的松紧带，所述连接部为由弹性材料制成的片状或条状；所述穿戴的方法为：将带有多轴mems陀螺仪的束缚端分别固定在大腿/小腿对应的安装位置。

6.根据权利要求1所述的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，其特征在于：所述步骤s1中于受试者腰部固定多轴mems陀螺仪的方法是：在所述受试者的腰部穿戴一腰部模块，所述腰部模块呈腰带状，其上设置一内置有多轴mems陀螺仪的盒体，所述受试者穿戴完成后，所述盒体位于受试者腹部。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，所述主控芯片包括主控芯片、模拟开关电路和时钟芯片电路；所述主控芯片一设定采样频率切换模拟开关电路分别依次读取五个多轴mems陀螺仪的数据。

技术总结
本发明涉及一种膝关节骨关节炎辅助检测方法，包括步骤：S1、于受试者的腰部、双侧大腿和双侧小腿上分别固定一个多轴MEMS陀螺仪，并建立主控芯片和该些多轴MEMS陀螺仪的通讯连接；S2、受试者执行测试动作，在测试过程中：多轴MEMS陀螺仪持续采集受试者动作过程中腰部和腿部的X、Y、Z三轴方向的角速度；主控芯片以设定采样频率读取五个多轴MEMS陀螺仪当前的角速度数据，以及为各采样的角速度数据添加相应时间戳；之后主控芯片将所采样的角速度数据存储至存储模块。该方法可以辅助在膝关节骨关节炎的早期诊断的动作测试中收集更多的运动速度等相关数据，可以通过评估运动学特征，正确理解复杂的功能性运动，研究运动学有助于评估患者的功能恢复情况评估。

技术研发人员：文根
受保护的技术使用者：上海市第六人民医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14