一种股四头肌功能锻炼监测仪的制作方法

本发明属于医疗用器械技术领域，尤其是涉及一种股四头肌功能锻炼监测仪。

背景技术：

股四头肌是人体的大腿肌肉，位于大腿肌肉前面。因为股四头肌是人体最大、最有力的肌肉之一,因此，要使大腿强壮首要是发展股四头肌。股四头肌在发展过程中，需要对其进行监测，便于观察股四头肌的发展情况。

尤其是在医疗领域，对于骨科下肢手术或长期卧床患者，功能锻炼遵循循序渐进的原则，一般由肌肉等长收缩开始，逐渐过渡到关节的活动，可有效避免术后并发症，例如：肌肉萎缩、下肢深静脉血栓等。但是，患者对静止的肌肉收缩动作比较难以掌握，患者本人、医生、护士对于其锻炼方法的正确性、有效性难以评估，对于股骨颈骨折、髋关节置换等下肢手术后需要进行早期功能锻炼的患者，无法自行监测下肢静止状态下，股四头肌等长收缩的频率及效果。因此，需要专门的设备对其进行正确监测。

目前，现有技术中针对股四头肌的监测装置，大多置于医院或者一些体育场馆内，便于人们专门针对下肢力量测试，但是这些设备身材成本高，价格昂贵，占地面积大，体积笨重，不适合随时随地使用，对于无法移动的患者，使用尤为不便。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种监测仪，尤其是专门适用于股四头肌监测，结构简单，操作方便，便于携带，可随时随地使用且精确度高的一种股四头肌功能锻炼监测仪。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种股四头肌功能锻炼监测仪，包括壳体，所述壳体为方形封闭体，所述壳体外上表面设有显示屏和按钮，所述壳体内部设有微处理器和电源，所述壳体外下表面活动连接压力传感器，所述压力传感器通过接触装置与人体股四头肌接触，所述电源分别连接所述微处理器和所述显示器，所述微处理器分别连接所述压力传感器、所述显示屏和所述按钮。

进一步的，所述接触装置为粘性极片，所述粘性极片为多层结构，所述粘性极片由外到内依次设有绝缘层、电极层、导电层和贴片层。

进一步的，所述压力传感器为薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器置于所述电极层与所述导电层之间。

进一步的，所述粘性极片上设有连接扣子扣，所述连接扣子扣与所述压力传感器连通，所述壳体外下表面设有连接扣母扣，所述连接扣母扣与所述微处理器连通，所述连接扣子扣和所述连接扣母扣配合连通。

进一步的，所述壳体四周设有散热孔。

进一步的，所述按钮包括开关按钮和调节按钮。

进一步的，所述接触装置为绑带，所述压力传感器置于所述绑带上，所述绑带通过调节装置形成封闭环。

进一步的，所述微处理器上设有bluetooth单元和/或wifi单元，所述微处理器通过bluetooth单元和/或wifi单元与压力传感器和/或用户端的无线显示设备连接。

进一步的，所述无线显示设备为手机、电脑或打印机。

进一步的，所述绑带内表面设有若干凸起，所述调节装置为粘扣。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明结构简单，操作方便，压力传感器通过接触装置与人体股四头肌接触，压力传感器将监测到的人体股四头肌运动情况发送给微处理器，微处理器处理后经显示屏显示出来，使得监测情况更加准确，精确度高，实用性强。

2、本发明通过粘性极片与人体接触，结构简单，接触牢固，使用效果好，粘性极片通过连接扣与壳体可拆卸连接，方便粘性极片更换，使用完毕时，可将粘性极片贴在壳体背部，方便收纳，本发明小巧轻便，便于携带，生产成本低，适合测试者随时随地的进行测试，应用范围广。

3、本发明也可通过绑带与人体接触，绑带上设有调节装置，可根据测试者的具体情况，调节绑带围度，应用范围广。微处理器通过bluetooth单元和wifi单元将检测到的测试者的股四头肌等长收缩的频率及效果传到用户端的无线显示设备上，方便医护人员实时观察测试者的锻炼效果并形成档案记录，实用性强。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的工作原理图。

图3是本发明实施例的粘性极片结构示意图。

图4是本发明实施例的壳体与粘性极片配合结构示意图。

图5是本发明实施例的绑带结构示意图。

图6是本发明实施例的数据采集电路图。

图7是本发明实施例的显示屏的接口电路图。

图中：

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具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

如图1所示，一种股四头肌功能锻炼监测仪，包括壳体2，壳体2为方形封闭体。壳体2外上表面设有显示屏1和按钮，壳体2内部设有微处理器7和电源8，壳体2外下表面活动连接压力传感器9，压力传感器9通过接触装置4与人体股四头肌接触。电源8分别连接微处理器7和显示屏1，微处理器7分别连接压力传感器9、显示屏1和按钮。

压力传感器9通过接触装置4与人体股四头肌接触，压力传感器9将监测到的人体股四头肌运动情况发送给微处理器7，微处理器7处理后经显示屏1显示出来。

压力传感器9、显示屏1和微处理器7之间可利用各种各样的信号和技术来实现上述功能。这些信号和技术包括：正交信号、cdma、tdma、fdma、ofdma、超宽带信号、啁啾信号、激光信号以及许多其他信号。往来与微处理器7和压力传感器9、显示屏1的信号可被调制（可使用am、fm、psk、fsk、msk、qam或任何其他可能的调制）或者可以其他方式被编码或配置为包含定时、同步、控制、数据、多路径信号分量标识、安全码、确保合适操作的信息和冗余。往来与微处理器7和压力传感器9、显示屏1的信号可以包括gold码、pn码、m-sequence码、walsh码、walsh-hadamard码或任何其他编码。微处理器7可以为常规的芯片、单片机等装置，具有对应功能的模块，驱动上述装置实现上述功能，此处不再赘述。

微处理器7与压力传感器9、显示屏1的连接方式包括有线连接和无线连接。有线连接可通过串行总线、p1394、thunderbolt等方式连接，有线连接中的导线未在图1中示出，是为了避免杂乱。无线连接方式可通过bluetooth、bluetoothlowenergy、wifi、zigbee等方式连接。如图2所示，显示了微处理器7与压力传感器9、显示屏1、电源8等连接的原理图。微处理器7与显示屏1可经由有线或无线连接接收电力，也可从一次性电池或充电电池处接收电力。

上述提出的有线连接方式，可通过多种形式实现，具体的，本实施例提供以下结构。如图3所示，接触装置4为粘性极片16，粘性极片16为多层结构，粘性极片16由外到内依次设有绝缘层10、电极层11、导电层12和贴片层13。压力传感器9为薄膜压力传感器，薄膜压力传感器置于电极层11与导电层12之间。如图4所示，粘性极片16上设有连接扣子扣15，连接扣子扣15与压力传感器9连通，壳体2外下表面设有连接扣母扣14，连接扣母扣14与微处理器7连通，连接扣子扣15和连接扣母扣14配合连通。粘性极片16通过连接扣与壳体2可拆卸连接，方便粘性极片16更换，使用完毕时，可将粘性极片16贴在壳体2背部，方便收纳。

壳体2四周设有散热孔3，方便壳体2内部热量的散发，避免壳体2内部过热，影响监测仪的使用寿命。按钮包括开关按钮5和调节按钮6，开关按钮5控制电源8向微处理器7和显示屏1供电的开断，调节按钮6可调节屏幕亮度、监测仪的使用时间等。

上述提出的无线连接方式，可通过多种形式实现，具体的，本实施例提供以下结构。如图5所示，接触装置4为绑带17，压力传感器9置于绑带17上，绑带17通过调节装置18形成封闭环。调节装置18为实现绑带17围度变化的装置，可根据测试者的具体情况，具体调节，应用范围广。具体的，本实施例提供的调节装置18为粘扣。绑带17内表面设有若干凸起19，增大了压力传感器9与人体的接触牢固度，确保了监测精度。

微处理器7上设有bluetooth单元和/或wifi单元，微处理器7通过bluetooth单元和/或wifi单元与压力传感器9和/或用户端的无线显示设备连接。无线显示设备可以为手机、电脑、打印机或其他电子设备。电脑可以为平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等。

优选的，bluetooth单元为cc2540模块，wifi单元为esp8266模块。

本发明的工作原理是：

使用时，将压力传感器9通过接触装置4与人体股四头肌接触。打开开关按钮5，电源8给微处理器7和显示屏1供电，压力传感器9将监测到的人体股四头肌的收缩效果转换成电信号发送给微处理器7，微处理器7分析后，将电信号通过显示屏1显示出来。

当接触装置4为粘性极片16时，将粘性极片16的连接扣子扣15与壳体2外下表面的连接扣母扣14扣合，将粘性极片16的贴片层13贴到人体股四头肌处，观察壳体2外上表面显示屏1即可。使用完毕后，将粘性极片16的连接扣子扣15与壳体2外下表面的连接扣母扣14分离，将粘性极片16的贴片层13贴到壳体2外下表面上，便于收纳。

当接触装置4为绑带17时，将绑带17套在人体大腿上，压力传感器9置于股四头肌上，观察壳体2外上表面显示屏1即可。使用完毕后，将绑带17绕于壳体2外表面，便于收纳。

本实施例提供的压力传感器9型号为rx-m64的薄膜压力传感器，该压力传感器9的工作电压为3v-5v，尺寸为125mm×125mm，感知区边长为12mm，响应时间小于10ms。压力传感器9数据采集的电路图如图6所示，a／d转换电路采用常用的芯片adc0809，压力传感器9的输出端接到adc0809的in0。由图6可知adc0809的通道选择地址a，b，c分别由89c51的p0.0～p0.2经地址锁存器74ls373输出提供。当p2.7＝0时，与写信号wr共同选通adc0809。图6中ale信号与st信号连在一起，在wr信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。例如，当输出地址为7ff8h即可选通通道in0，实现对压力传感器9输出的模拟量进行转换。图6中adc0809的转换结束状态信号eoc接到89c51的int1引脚，当a／d转换完成后，eoc变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。

本实施例选用的显示屏1型号为vgg12864e-s002型，分辨率为128×64，内藏64×64显示数据ram。ram中每位数据对应显示屏1上一个点的亮、暗状态。故使用两片列驱动控制器，每片64行输出行驱动器。vgg12864e模块与微处理器7的连接方式为间接控制，显示屏1的接口电路如图7所示，接口电路常用的芯片为p89c669，p89c669的p1口作为数据口，p3.2和p3.3作为片选信号，p3.4作为复位控制信号，p3.5为寄存器选择信号，p3.6为使能信号e，p3.7为读写信号。同时通过bluetooth单元、wifi单元将信息发送到用户端的手机、电脑或打印机，可方便用户时时监控，打印机可将信息打印存档备份。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明结构简单，操作方便，压力传感器通过接触装置与人体股四头肌接触，压力传感器将监测到的人体股四头肌运动情况发送给微处理器，微处理器处理后经显示屏显示出来，使得监测情况更加准确，精确度高，实用性强。

2、本发明通过粘性极片与人体接触，结构简单，接触牢固，使用效果好，粘性极片通过连接扣与壳体可拆卸连接，方便粘性极片更换，使用完毕时，可将粘性极片贴在壳体背部，方便收纳，本发明小巧轻便，便于携带，生产成本低，适合测试者随时随地的进行测试，应用范围广。

3、本发明也可通过绑带与人体接触，绑带上设有调节装置，可根据测试者的具体情况，调节绑带围度，应用范围广。微处理器通过bluetooth单元和wifi单元将检测到的测试者的股四头肌等长收缩的频率及效果传到用户端的无线显示设备上，方便医护人员实时观察测试者的锻炼效果并形成档案记录，实用性强。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。