基于倾角传感器的下肢康复训练系统设计

发布时间：2017-04-14 13:15

  本文关键词：基于倾角传感器的下肢康复训练系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会人口老龄化,老年人的数量越来越大,从而由于人体机能的衰减带来的行动不便的老年人的数量也在不断扩大。除了人体自然衰退,还有非自然等因素造成的具有运动性障碍的患者也越来越多,如车祸等。研究显示:康复训练是恢复肢体运动功能的途径之一,及时有效的康复训练运动对于患者神经系统的恢复和肌肉功能的康复意义非凡。传统的康复训练方法主要依靠康复医师对患者进行一对一手工操作,或辅助一些简单的训练器械,训练过程枯燥,患者常常处于被动状态,参与度低,也不能够选择治疗方式和治疗习惯。针对以上这些,本研究做了如下工作:第一,本系统设计并应用了倾角传感器模块。该传感器模块主要由SCAT-100D2、ATMEGA48单片机和双向收发器SN75176B组成,用于测量俯仰角和横滚角,并通过单片机串口实现模块间的联网,通过PC串口通讯控制并获取各模块采集过程。利用该模块,实现了准确、实时的倾角数据采集,通过串口发至上位机处理软件。旨在获得稳定、实时的肢体倾角数据来进行康复训练。第二,本论文的重点是下肢康复训练系统的设计。通过倾角传感器来采集人体下肢运动角度,运用C#语言和SQL数据库共同设计出一个倾角控制的集评测、康复训练、数据存储及处理为一体的康复训练系统。与传统的康复训练相比,此系统的康复训练通过虚拟环境的方式可以更好的调动患者的积极性和主动性。同时,该康复训练系统的软件界面具有打印功能,可以让患者在训练结束后打印出自己纸质版的训练结果,方便患者比对每一次训练结果的变化。第三,应用该康复训练系统进行实验研究,以健康受试者为对象。通过对20名健康大学生进行30分钟的评测训练,得出正常成年人的平均速度作为康复训练的参考标准。研究初步证明基于倾角传感器的下肢康复训练系统为临床上肢体运动能力康复训练提供了一个新的思路。
【关键词】：倾角传感器 数据采集 康复训练系统
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 医学研究背景11
• 1.3 国内外研究现状及分析11-12
• 1.4 课题研究的目的和意义12
• 1.5 论文的主要内容12-14
• 第2章 下肢康复训练系统的硬件构成14-23
• 2.1 系统的整体结构14
• 2.2 倾角传感器模块14-18
• 2.3 双轴倾角传感器SCAT-100D218-19
• 2.4 ATMEGA4819-21
• 2.5 SN75176B双向收发器21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 串口通信23-28
• 3.1 串口通信协议23-24
• 3.2 功能实现24-25
• 3.3 倾角数据软件实现25-27
• 3.4 本章小结27-28
• 第4章 下肢康复训练系统的软件设计28-43
• 4.1 系统需求分析28-29
• 4.1.1 用户需求分析28
• 4.1.2 开发工具需求28-29
• 4.1.3 功能需求29
• 4.2 概要设计29-30
• 4.2.1 系统目标29
• 4.2.2 结构设计29-30
• 4.3 系统设计及实现30-40
• 4.3.1 登录注册界面的设计及实现31-32
• 4.3.2 评测训练界面的设计及实现32-35
• 4.3.3 数据库界面的设计及实现35-38
• 4.3.4 水晶报表的使用38-40
• 4.4 软件关键技术40-42
• 4.4.1 多线程概念与应用40
• 4.4.2 C#定时器的用法40
• 4.4.3 双缓冲技术的应用40-41
• 4.4.4 滤波技术41-42
• 4.4.5 NPOI读写数据操作42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 实验设计与结果分析43-46
• 5.1 实验设计43-44
• 5.1.1 实验目的43
• 5.1.2 实验设计的基本原则43
• 5.1.3 研究对象及实验过程设计43-44
• 5.2 结果讨论44-46
• 第6章 总结和展望46-48
• 6.1 总结46
• 6.2 展望46-48
• 参考文献48-51
• 致谢51

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