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CN111436938A - 一种肢体肿胀监测装置及方法 - Google Patents

一种肢体肿胀监测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种肢体肿胀监测装置及方法，其采用弯曲传感器、温度传感器、MCU处理器、存储器以及显示屏配合形成肢体肿胀监测装置，采用该监测装置进行监测时，将肿胀测量装置的弯曲传感器和温度传感器佩戴于被测肢体上，MCU处理器实时读取弯曲传感器的电阻值以及当前的温度，然后根据电阻值和温度并结合校正参数计算得到弯曲传感器当前的弯曲角度。根据弯曲传感器的长度和弯曲角度即可计算出被测部位的等效周长。将测肢体在不同时刻监测得到的周长显示在显示屏上形成周长变化曲线，医护人员根据该变化曲线可以直观地获取肢体肿胀程度与变化趋势。

Description

一种肢体肿胀监测装置及方法
技术领域
本发明涉及医疗电子领域，具体涉及一种肢体肿胀监测装置及方法。
背景技术
肢体肿胀是一种常见的临床症状，通过观察肿胀变化可以知晓机体健康状况并有利于诊断治疗,于此观察肿胀变化的精准性是十分关键的。肢体肿胀的检测一般是骨科应用居多，在术后冷疗或热疗的同时配合肿胀监测，为医护人员提供帮助。目前临床上均采用人工测量的方式来获得肢体肿胀程度，精准性上存在很大误差，不仅不能准确地判断真实的健康状况，而且也不利于做出进一步的治疗措施。
有鉴于此，本设计人针对肢体肿胀监测存在的诸多问题，而深入构思，进而开发出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够准确监测肢体肿胀程度的肢体肿胀监测装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种肢体肿胀监测装置，其包括弯曲传感器、温度传感器、MCU处理器、存储器以及显示屏，所述弯曲传感器连接MCU处理器，其贴合于被测肢体上，用于监测被测肢体的肿胀程度；所述温度传感器连接MCU处理器，其贴合于被测肢体上，用于测量被测肢体的温度；所述存储器连接MCU处理器，用于存储弯曲传感器的校正参数；所述MCU处理器，用于实时读取弯曲传感器的电阻值以及温度传感器的温度，并结合校正参数计算出被测肢体的肿胀程度；所述显示屏连接MCU处理器，用于显示被肢体的肢体肿胀程度。
所述弯曲传感器、温度传感器、MCU处理器、存储器以及显示屏为一体结构。
所述弯曲传感器、温度传感器为一体结构，其佩戴于被测肢体上；所述MCU处理器、存储器以及显示屏为一体结构。
所述弯曲传感器及温度传感器通过无线或有线方式与MCU处理器进行通信连接。
所述弯曲传感器、温度传感器设于绑带上，并通过绑带佩戴于被测肢体上。
一种肢体肿胀监测方法，其包括以下步骤：
步骤1、获取弯曲传感器角度计算模型
步骤1.1、获取弯曲传感器在不同温度不同角度下的电阻值，形成该弯曲传感器的参数校正表；
步骤1.2、利用弯曲传感器的参数校正表对神经网络进行训练，获得弯曲传感器角度计算模型，该模型中含有弯曲传感器的校正参数；
所述神经网络为全连接神经网络，其具有温度和电阻两个输入，角度一个输出；
步骤2、肢体肿胀测量
步骤2.1、将肿胀测量装置的弯曲传感器和温度传感器佩戴于被测肢体上，MCU处理器实时读取弯曲传感器的电阻值R以及温度传感器的温度值T；
步骤2.2、将弯曲传感器的电阻值R以及温度传感器的温度值T输入至训练好的弯曲传感器角度计算模型中，获取弯曲传感器的弯曲角度α；
步骤2.3、根据弯曲传感器的长度L和弯曲角度α，计算出被被测肢体的等效周长C＝L*360/α；
步骤3、将被测肢体的周长实时显示在显示屏上，根据显示屏上被测肢体周长C的变化情况即可获知被测肢体的肿胀程度变化情况。
所述神经网络具有四个隐层，其中前两个隐层各含有12个神经元，后两个隐层含有6个神经元。
采用上述方案后，本发明采用弯曲传感器、温度传感器、MCU处理器、存储器以及显示屏配合形成肢体肿胀监测装置，采用该监测装置进行监测时，将肿胀测量装置的弯曲传感器和温度传感器佩戴于被测肢体上，MCU处理器实时读取弯曲传感器的电阻值以及当前的温度，然后根据电阻值和温度并结合校正参数计算得到弯曲传感器当前的弯曲角度。根据弯曲传感器的长度和弯曲角度即可计算出被测部位的等效周长。将测肢体在不同时刻监测得到的周长显示在显示屏上形成周长变化曲线，医护人员根据该变化曲线可以直观地获取肢体肿胀程度与变化趋势。同时，采用该肢体肿胀的检测装置相较于现有监测装置而言，具有较高的准确度。
附图说明
图1为本发明肢体肿胀监测装置原理框图；
图2为本发明肢体肿胀监测装置的一结构示意图；
图3为本发明神经网络结构示意图；
图4位本发明实施例神经网络拟合的二维曲面图。
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了一种肢体肿胀监测装置，其包括至少一弯曲传感器2、至少一温度传感器3、MCU处理器1、存储器4以及显示屏5，其中，弯曲传感器2连接MCU处理器1，其贴合于被测肢体上，用于监测被测肢体的肿胀程度，当肢体肿胀程度发生变化时，弯曲传感器2的弯曲角度也会随之变化，其电阻值也会发生变化；温度传感器3连接MCU处理器1，其贴合于被测肢体上，用于测量被测肢体的温度；存储器4连接MCU处理器1，用于存储弯曲传感器2的校正参数；MCU处理器1，用于实时读取弯曲传感器2的电阻值以及温度传感器3的温度，并结合校正参数计算出被测肢体的肿胀程度；显示屏5连接MCU处理器1，用于显示被肢体的肢体肿胀程度。
上述弯曲传感器2和温度传感器3设于绑带7上，并通过绑带7佩戴于患者的被测肢体上，而MCU处理器1、存储器4以及显示屏5既可以随弯曲传感器2一同佩戴于被测肢体上，也可以与弯曲传感器2、温度传感器3独立。也就是说肢体肿胀监测装置既可以为一体结构，也可以为分体结构。当为分体结构时，弯曲传感器2和温度传感器3为一体，佩戴于被测肢体上，而MCU处理器1、存储器4以及显示屏5为一体。此时，弯曲传感器2及温度传感器3可以通过数据线与MCU处理器1连接，也可以通过蓝牙、网络等方式与MCU处理器1进行通信连接。即弯曲传感器2及温度传感器3通过有线或无线的方式与MCU处理器1进行通信连接。
如图2所示，在本发明的实施例中，肢体肿胀监测装置包括三个弯曲传感器2、三个温度传感器3、MCU处理器1、存储器4以及显示屏5，其中。MCU处理器1、存储器4以及显示屏5配合形成一个监测主体6，一弯曲传感器2和一温度传感器3设于一绑带7上形成一组监测绑带，供形成三组监测绑带。三组监测绑带中的弯曲传感器2和温度传感器3通过数据线与监测主体6的MCU处理器1进行通信连接。如图2所示，三组监测绑带可同时监测肿胀肢体的不同位置。当仅需要测量一个位置时，肢体肿胀监测装置中可以仅采用一个弯曲传感器2和一温度传感器3；当需要测量多个位置时，可以采用多个弯曲传感器2和多个温度传感器3。
基于同一发明构思，本发明还揭示了一种肢体肿胀监测方法，其包括以下步骤：
步骤1、弯曲传感器2角度计算模型；
步骤1.1、获取弯曲传感器2在不同温度不同角度下的电阻值，形成该弯曲传感器2的参数校正表，如表1所示；
Figure BDA0002476994640000061
表1
步骤1.2、利用弯曲传感器2的参数校正表对神经网络进行训练，获得弯曲传感器2角度计算模型，该模型中含有弯曲传感器2的校正参数，其可以较好地拟合弯曲传感器2的温度、角度与电阻值的关系曲面。如图3所示，该神经网络为全连接神经网络，其具有温度和电阻两个输入，角度一个输出以及四个隐层，其中前两个隐层各含有12个神经元，后两个隐层含有6个神经元。
利用表1中的数据拟合得到的二维曲面图如图4所示。
步骤2、肢体肿胀测量
步骤2.1、将肿胀测量装置的弯曲传感器2和温度传感器3佩戴于被测肢体上，MCU处理器1实时读取弯曲传感器2的电阻值R以及温度传感器3的温度值T；
步骤2.2、将弯曲传感器2的电阻值R以及温度传感器3的温度值T输入至训练好的弯曲传感器2角度计算模型中，获取弯曲传感器2的弯曲角度α。
步骤2.3、根据弯曲传感器2的长度L和弯曲角度α，计算出被被测肢体的等效周长C＝L*360/α。
步骤3、将被测肢体的周长实时显示在显示屏5上，根据显示屏5上被测肢体周长C的变化情况即可获知被测肢体的肿胀程度变化情况。
本发明的关键在于，本发明采用弯曲传感器2、温度传感器3、MCU处理器1、存储器4以及显示屏5配合形成肢体肿胀监测装置，采用该监测装置进行监测时，将肿胀测量装置的弯曲传感器2和温度传感器3佩戴于被测肢体上，MCU处理器1实时读取弯曲传感器2的电阻值以及当前的温度，然后根据电阻值和温度并结合校正参数计算得到弯曲传感器2当前的弯曲角度。根据弯曲传感器2的长度和弯曲角度即可计算出被测部位的等效周长。将测肢体在不同时刻监测得到的周长显示在显示屏5上形成周长变化曲线，医护人员根据该变化曲线可以直观地获取肢体肿胀程度与变化趋势。同时，采用该肢体肿胀的检测装置相较于现有监测装置而言，具有较高的准确度。
以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种肢体肿胀监测装置，其特征在于：包括弯曲传感器、温度传感器、MCU处理器、存储器以及显示屏，所述弯曲传感器连接MCU处理器，其贴合于被测肢体上，用于监测被测肢体的肿胀程度；所述温度传感器连接MCU处理器，其贴合于被测肢体上，用于测量被测肢体的温度；所述存储器连接MCU处理器，用于存储弯曲传感器的校正参数；所述MCU处理器，用于实时读取弯曲传感器的电阻值以及温度传感器的温度，并结合校正参数计算出被测肢体的肿胀程度；所述显示屏连接MCU处理器，用于显示被肢体的肢体肿胀程度。
2.根据权利要求1所述的一种肢体肿胀监测装置，其特征在于：所述弯曲传感器、温度传感器、MCU处理器、存储器以及显示屏为一体结构。
3.根据权利要求1所述的一种肢体肿胀监测装置，其特征在于：所述弯曲传感器、温度传感器为一体结构，其佩戴于被测肢体上；所述MCU处理器、存储器以及显示屏为一体结构。
4.根据权利要求3所述的一种肢体肿胀监测装置，其特征在于：所述弯曲传感器及温度传感器通过无线或有线方式与MCU处理器进行通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种肢体肿胀监测装置，其特征在于：所述弯曲传感器、温度传感器设于绑带上，并通过绑带佩戴于被测肢体上。
6.一种肢体肿胀监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、获取弯曲传感器角度计算模型
步骤1.1、获取弯曲传感器在不同温度不同角度下的电阻值，形成该弯曲传感器的参数校正表；
步骤1.2、利用弯曲传感器的参数校正表对神经网络进行训练，获得弯曲传感器角度计算模型，该模型中含有弯曲传感器的校正参数；
所述神经网络为全连接神经网络，其具有温度和电阻两个输入，角度一个输出；
步骤2、肢体肿胀测量
步骤2.1、将肿胀测量装置的弯曲传感器和温度传感器佩戴于被测肢体上，MCU处理器实时读取弯曲传感器的电阻值R以及温度传感器的温度值T；
步骤2.2、将弯曲传感器的电阻值R以及温度传感器的温度值T输入至训练好的弯曲传感器角度计算模型中，获取弯曲传感器的弯曲角度α；
步骤2.3、根据弯曲传感器的长度L和弯曲角度α，计算出被被测肢体的等效周长C＝L*360/α；
步骤3、将被测肢体的周长实时显示在显示屏上，根据显示屏上被测肢体周长C的变化情况即可获知被测肢体的肿胀程度变化情况。
7.根据权利要求6所述的一种肢体肿胀监测方法，其特征在于：所述神经网络具有四个隐层，其中前两个隐层各含有12个神经元，后两个隐层含有6个神经元。
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