一種肢體痙攣評測方法及實現該方法的裝置的制造方法
【技術領域】：
[0001 ]本發明涉及一種肢體痙攣評測方法及實現該方法的裝置。
【背景技術】：
[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伴 腱反射逾常為特征的運動障礙。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現，但量表本身屬于定性描述，評測主觀性強，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、肌電儀等設備雖然可以滿足客觀定量評定 要求，但由于價格昂貴，操作復雜等因素的限制一直無法得到臨床推廣。
[0003] 根據改良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系，同時也表明加速度突然變化所對用 的角度，習慣上稱之為牽張反射閾值角度的關節角度也與痙攣等級有直接關系。肌張力的 突然增高會導致運動過程中關節角加速度以及線加速度的突然變化，因此通過檢測運動過 程中運動參數包括加速度速度以及角度的變化便可評估出痙攣等級。
【發明內容】
：
[0007] 為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種肢體痙攣評測方法及實現該 方法的裝置，通過實時監測上肢肘關節角加速度或者前臂任意一點線速度突變對應的肘關 節角度以及肘關節角加速度或者前臂任意一點線加速度變化數據評估上肢痙攣程度，
[0008] 本發明解決技術問題采用如下技術方案：
[0009] 一種肢體痙攣評測方法，實時獲得上肢肘關節做伸展運動過程中肘關節角度、角 速度以及角加速度變化數值;設m為人體上肢前臂與手的質量，J代表人體上肢前臂轉動慣 量，w為肘關節角速度，Θ表示肘關節實時運動角度，ε表示肘關節角加速度，0 all表示一個伸 展周期的肘關節關節活動度；
[0010] ①被測者根據要求實現肘關節從屈曲可達最大角度至伸展可達最大角度的伸展 運動；
[0011] ②被測者根據要求在肢體相應位置放置相應傳感器，確保可以獲取檢測過程中肘 關節角度、角速度以及角加速度數據；
[0012] ③當肘關節根據要求做伸展運動時，肘關節受肘關節阻力矩以及動力矩綜合作 用，根據角加速度與扭矩的關系，可得肘關節角加速度為：
[0013] e=M/J； (1)
[0014] 式中Μ表示肘關節所受綜合力矩；
[0015] 伸展運動前期，肘關節做勾速運動，跑力=順，ε=〇; ⑵
[0016] 此時肘關節阻力矩可看作線性彈簧-質量-阻尼系統：
[0017] MB = be + k θ ； (3)
[0018] 其中k表示為系統彈性系數，b表示為系統阻尼系數，
[0019] _為變量，確保_=順，且在伸展過程中不會突變。
[0020] ④當肘關節被動運動到一定角度03時，如果痙攣發生，肘關節阻力突然瞬時增大， 設此時阻力矩為_+ΛΜ，此時，肘關節角加速度值為：
[0021] e = (]\feA-(_j+AM))/J (4)
[0022] ⑤由公式(1)(2)(3)(4)加速度變化值Ae=_AM/J (5);
[0023] 其中，J為定值，ΛΜ為肘關節扭矩突變值。
[0024]⑥MAS量表(改良Ashworth量表)為常用痙攣評定量表，根據被測者肘關節阻力變 化情況(ΛΜ)以及阻力變化對應的關節角度03評定痙攣，該方法能通過角加速度￡數據以及 肘關節阻力突變時角度數據9 s/0all將MAS量表量化，從而定量評定出人體痙攣程度。
[0025] 利用肘關節伸展運動過程前臂任意一點線加速度突變對應的肘關節角度以及線 加速度變化數據定量評價痙攣;根據線加速度與角加速度關系：
[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節長度； [0028]根據（1)(2)(3)(4)(5)(6)可得：
[0029] Aa = -(L/J)*(AM); (7)
[0030] 其中，L、J為定值;根據被測者肘關節阻力變化（ΛΜ)以及變化對應的角度0S評定 痙攣，該方法能通過線加速度數據以及肘關節阻力突變時角度數據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] 前部活動支架和后部支撐支架，所述前部活動支架和后部支撐支架的相向端交錯 疊合并通過連接軸鉸接，所述連接軸的一端與前部活動支架固聯，另一端固定連接有角度 采集模塊，在所述前部活動支架的前端固定設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處理模塊通訊，主機處理模塊與智能儀表通訊。
[0033] 所述主機處理模塊主要包括A/D轉換模塊、信號采集模塊以及信號發送模塊。
[0034] 在所述前部活動支架上設有能沿其長度方向滑動的滑塊，在所述滑塊上固定設置 有前套筒，所述滑塊能通過鎖定螺栓鎖定在前部活動支架上。
[0035] 在所述前部活動支架上設有刻度，刻度的起始點朝向連接軸所在處。
[0036] 在所述后部支撐支架上設有能沿其長度方向滑動的滑塊，在所述滑塊上固定設置 有圓筒形的護具，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理模塊，所述信號調理模塊包括與 角度傳感器電性連接的調理電路、與調理電路連接的A/D轉換模塊以及與A/D轉換模塊連接 的信號發送模塊；
[0038]所述智能儀表包括信號接收模塊、數據處理模塊以及顯示模塊;所述信號接收模 塊與信號發送模塊通訊，信號接收模塊與數據處理模塊的輸入端連接，顯示模塊與數據處 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理模塊，所述信號調理模塊包 括與加速度傳感器電性連接的調理電路、與調理電路連接信號采集模塊以及與信號采集模 塊連接的的信號發送模塊；
[0040] 所述智能儀表包括信號接收模塊、數據處理模塊以及顯示模塊;所述信號接收模 塊與信號發送模塊通訊，信號接收模塊與數據處理模塊的輸入端連接，顯示模塊與數據處 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據，根據空間相對關系以及線加速度與角加速度關系處理得 到肘關節角度、角加速度以及運動角速度；
[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 的調理電路、與調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、數據 處理模塊以及顯示模塊;所述信號接收模塊與信號發送模塊通訊，信號接收模塊與數據處 理模塊的輸入端連接，顯示模塊與數據處理模塊的輸出端連接；
[0044] 設m為人體上肢前臂與手的質量，J代表人體上肢前臂轉動慣量，w為肘關節角速 度，Θ表示肘關節實時角度，ε表示肘關節角加速度，0 all表示一個伸展周期的肘關節關節活 動度；
[0045] ①被測者根據要求實現肘關節從屈曲可達最大角度至伸展可達最大角度的伸展 運動；
[0046] ②被測者根據要求在肢體前臂與上臂相應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節運動切線方向；
[0047] ③當肘關節根據要求做伸展運動時，肘關節受肘關節阻力矩以及動力矩綜合作 用，根據角加速度與扭矩的關系，可得肘關節角加速度為：
[0048] e=M/J； (8)
[