面向下肢术后康复训练的智能鞋垫研制

发布时间：2023-01-11 04:21

　　下肢损伤是骨科中常见的疾病之一,由于其治疗成本高、周期长,术后康复过程受限于固定场所,这给人们的日常生活和工作学习带来极大的不便。因此,为帮助下肢术后患者尽快恢复,对其进行在院和离院式的术后康复训练有着迫切需求。随着可穿戴技术和足底压力检测技术的不断发展,将二者结合可有效解决上述问题。医学研究表明,下肢术后病人的康复与足底压力密切相关,因此以足底压力为对象研究足底压力分布、压力曲线特点和步态分析,从而提炼术后康复效果评估方法,并结合系统功能和术后康复训练指标设定原则的需求,提出系统实现方案。基于此,本文研发了一种智能鞋垫装置,以满足患者进行术后康复训练以及评估下肢术后康复效果的需求。本研究依据系统需求,提出了硬件解决方案,设计了电源模块、采样电路模块、通信模块、时钟芯片模块、提示报警模块,以及基于足底压力的康复训练装置的具体实现电路。此外,考虑到系统可靠性问题,从增加去耦电容、优化布局布线、合理接地这三个方面对硬件电路进行抗干扰设计。在软件设计方面,将软件系统分为下位机和上位机两个部分。其中,下位机部分主要就康复训练、数据采集、数据存储、通信和时钟这五个模块进行设计,并通过流程图进行了... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及目的和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 用于术后康复的穿戴式医疗设备的研究现状
        1.2.2 足底压力检测技术的研究现状
        1.2.3 国内外研究现状分析
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 系统需求分析及系统整体设计
    2.1 基于足底压力进行康复的基本理论与方法
        2.1.1 足底压力分布评估法
        2.1.2 压力曲线特征及步态分析评估法
    2.2 需求分析
        2.2.1 理论基础需求
        2.2.2 系统功能需求
        2.2.3 康复训练需求
    2.3 系统整体方案设计
    2.4 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 系统硬件功能框图和实现原理
        3.1.1 系统硬件功能框图
        3.1.2 硬件电路实现原理
    3.2 电源电路模块
        3.2.1 锂电池充电电路
        3.2.2 稳压电路
        3.2.3 负电压转换电路
    3.3 采样电路模块
        3.3.1 传感器接线电路
        3.3.2 信号放大电路
        3.3.3 A/D转换模块
    3.4 时钟芯片模块
    3.5 通信模块
    3.6 提示报警模块
        3.6.1 蜂鸣器提醒电路
        3.6.2 电池低压报警电路
    3.7 硬件电路的抗干扰设计
        3.7.1 去耦电容的设计
        3.7.2 布局布线及接地处理
    3.8 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 软件总体设计
    4.2 下位机主程序设计
        4.2.1 系统初始化程序设计
        4.2.2 主函数程序设计
        4.2.3 康复训练程序设计
    4.3 数据采集与数据处理
    4.4 系统参数存储设计
    4.5 通信模块
    4.6 时钟模块
    4.7 系统交互界面设计
    4.8 本章小结
第五章 系统实现与实验分析
    5.1 系统实现及功能测试
        5.1.1 系统实现
        5.1.2 装置标定实验及结果分析
        5.1.3 系统功能测试
    5.2 实验分析
        5.2.1 正常人与下肢术后患者足底压力分布分析
        5.2.2 正常人与下肢术后患者步态分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：3729403