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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开了一种骨外固定式动态载荷负重比监测系统及检测方法，其监测系统包括力传感器，支链载荷传感器模块与采集支链力的力传感器相连，并与支链载荷监测系统相连；地面反力传感模块与采集足底力的足底压力鞋垫相连，并与地面反力监测系统相连，支链载荷监测系统、地面反力监测系统均接入到动态载荷负重比监测系统中；其检测方法，包括以下步骤：连接支链载荷监测系统；识别骨外固定装置和骨痂的相对位置；压力鞋垫示数‑地面反力关系拟合；行走运动的支链载荷数据及地面反力数据测量；骨骼‑外固定器结构载荷分析；进行动态载荷负重比计算。本发明在行走过程中测量骨的负载与地面反力的比值，可以评价患者日常行走中的骨负载能力。

主权项：1.一种骨外固定式动态载荷负重比监测系统的检测方法，其监测系统，包括力传感器8，支链载荷传感器模块4与采集支链力的力传感器8相连，支链载荷传感器模块4与支链载荷监测系统2相连；地面反力传感模块6与采集足底力的足底压力鞋垫13相连，地面反力传感模块6与地面反力监测系统3相连，支链载荷监测系统2、地面反力监测系统3均接入到动态载荷负重比监测系统1中；应用上述监测系统的的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：ⅰ安装载荷检测装置并连接支链载荷监测系统；ⅱ识别骨外固定装置和骨痂的相对位置；ⅲ压力鞋垫示数-地面反力关系拟合；ⅳ进行行走运动的支链载荷数据以及地面反力数据测量；ⅴ进行骨骼-外固定器结构载荷分析；ⅵ进行动态载荷负重比计算；步骤ⅲ压力鞋垫示数-地面反力关系拟合，具体过程如下：首先，用线性函数对所述足底压力鞋垫13的测点的压力值与真实地面反力进行拟合；然后，将患者的足底贴上足底压力鞋垫13后，分别采用足跟、全足和足尖着地的三种不同姿态，对应足底着地时足跟-全足-足尖接触的三种时间区域；再后，使用体重秤分别对三种时间区域进行地面反力的测量；最后，通过足底压力鞋垫13的测点压力值和体重秤示数，拟合三种姿态的映射函数关系；步骤ⅴ进行骨骼-外固定器结构载荷分析，具体过程如下：首先，根据支链载荷数据，计算骨痂部位所受的六维外载荷；然后，提取线性力沿骨轴线方向的分量ffr,i，得到外固定器总载荷的动态变化序列[ffr,1ffr,2···ffr,m]；再后，根据数据表中的测点压力值，定位肢体每次着地期的脚跟接触至脚尖离地对应的帧位置；再后，确定行走步态每次着地时期的足跟、全足和足尖着地时间区域；最后，分别使用三种姿态的映射函数计算对应时间区域的地面反力，获得数据表每一帧的地面反力，作为结构轴向外载荷的动态变化序列[Fload,1Fload,2···Fload,m]；步骤ⅵ进行动态载荷负重比计算，具体过程如下：首先，记录测量中外固定器总载荷的动态序列和骨骼-外固定器结构轴向外载荷的动态序列；然后，按照以下公式计算动态序列每一帧j处的载荷负重比ηLBR,j；

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百度查询： 天津大学 一种骨外固定式动态载荷负重比监测系统及检测方法