面向临床的便携式膝关节康复检测系统设计

摘要

目的 阐述面向临床的便携式膝关节康复检测系统的设计过程。方法 系统由支具、信号采集模块以及人机交互模块组成,根据设计要求确定柔顺性、阻力可变性、量程与精度等特性,设置系统变阻力测量模式以测量膝关节活动度(Range ofMotion,ROM)和肌力等关键功能数据,选取4名健康受试者参与系统性能测试实验和计算系统精度。结果 模拟测试现场结果表明,通常3个周期内动作获取稳定的ROM。系统性能测试结果表明,4名受试者膝关节ROM测量Rmae≤0.6°,Rme<1.5°;Tmae<0.15 Nm,Tme<0.4 Nm;3 d内受试者组内重测信度为0.8988~0.9511。系统ROM量程95°,肌力量程28.4Nm;系统所用弹簧刚度0.2989 Nm/°,系统包括三级阻力模式,对应量程分别是16.89、24.38、28.40 Nm。结论 本研究提出的测试方案具备有效的ROM测试效果,便携式膝关节康复检测系统可为患者提供安全、舒适的膝关节术后早期康复所需测量环境,有效降低下肢与支具间随机绑缚造成的活动度测量误差,满足膝关节术后康复的检测要求,符合临床对康复进展跟踪和康复方案评估的需求。