[发明专利]一种基于GPRS通讯的可穿戴式膝关节监测装置及监测方法

说明书

本发明提供一种基于GPRS通讯的可穿戴式膝关节监测装置及监测方法，监测装置包括一对膝关节绑带，两个所述膝关节绑带内侧分别设有一对传感器，传感器通过引线连接传感器变送器，传感器变送器通过RS‑485串口与GPRS数据采集模块连接，数据采集模块通过访问固定的域名和端口号，将采集到的压力值储存在服务器端；监测方法利用密度聚类原理，采用四个电阻应变式压力传感器采集膝关节半月板处的压力值，通过对各个传感器采集到的压力数据坐标化，再通过欧几里得度量作为度量依据支撑基于密度的聚类方法，分析半月板处压力的偏离程度，将实际偏离值与标准偏离值进行比较和判断。本发明实现了对潜在膝关节疾病患者的预防监测。

技术领域

本发明属于膝关节监测技术领域，具体涉及一种基于GPRS通讯的膝关节参数测量监测装置及监测方法。

背景技术

随着社会的发展，人口老龄化是一个不可避免的趋势，给国家带来了巨大的挑战。老龄化对医疗保障制度提出新的挑战，同时也对医疗器械提出新的要求。如“X”型腿、“O”型腿等膝关节疾病会严重降低老年人的生活质量，传统的医疗器械无法满足对应人群的需求。

如常见的膝关节受力测量方法需要通过步态实验室中配备的运动捕捉系统和固定的测力台来实现，不仅价格昂贵，且使用的范围小，缺少对膝关节受力数据分析和反馈，对于膝关节疾病患者的预防监测和日常康复来说没有实际意义。

本发明拟提高一种基于GPRS通讯的可穿戴式膝关节监测装置及监测方法，针对潜在膝关节疾病患者的预防监测，设计一套基于可穿戴式膝关节部位受力测量的反馈系统，通过基于密度的聚类算法对采集的数据进行分析，监测潜在患者的膝关节受力情况。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种基于GPRS通讯的可穿戴式膝关节监测装置，包括一对膝关节绑带，其特征在于：两个所述膝关节绑带内侧分别设有一对传感器，四个传感器均对称安装在膝关节绑带内侧对应膝关节半月板两侧处，传感器通过引线连接传感器变送器，传感器变送器通过RS-485串口与GPRS数据采集模块连接，数据采集模块通过访问固定的域名和端口号，将采集到的压力值储存在服务器端。

所述的四个传感器，均采用相同型号的电阻应变式压力传感器，如斯巴拓SBT760传感器，所述传感器变送器型号可选用斯巴拓SBT903传感器变送器。

所述基于GPRS通讯的可穿戴式膝关节监测装置的监测方法，具体为：利用密度聚类原理，采用四个电阻应变式压力传感器采集膝关节半月板处的压力值，通过对各个传感器采集到的压力数据坐标化，再通过欧几里得度量作为度量依据支撑基于密度的聚类方法，分析半月板处压力的偏离程度，将实际偏离值与标准偏离值进行比较和判断。

所述监测方法将左腿的两个压力传感器标为左A、左B；右腿的两个压力传感器标为右A、右B；其中将传感器采集到的压力数据坐标化具体包括以下几个步骤：

步骤1.1、将左A、左B、右A、右B采集的压力数据分别表示为X_L、Y_L、X_R、Y_R；

步骤1.2、将左腿和右腿分别划分为一个独立的个体，分别采集对应的10组数据为一类，表示为X_L1-X_L10、Y_L1-Y_L10、X_R1-X_R10、Y_R1-Y_R10；

步骤1.3、X作为横坐标，Y作为纵坐标，将(X_L，Y_L)，(X_R，Y_R)表示在坐标系中；

所述监测方法中对压力数据坐标化后，再进行欧几里得度量，具体包括以下步骤：