本发明涉及医疗器械,具体涉及一种肌骨超声力位检测机构、检测装置及检测设备。
背景技术:
1、随着科学技术的发展和人们生活方式的改变,肌骨健康问题日益增多,如儿童青少年人群因学业压力、电子产品依赖、营养不均衡和缺少运动造成的脊柱弯曲、驼背、漏斗胸等问题,肌肉发育发展不平衡和骨骼的畸形等肌骨问题交错叠加出现;中老年人因坐、站姿等不良身体位姿,环境等因素造成例如肌肉劳损、颈椎病、肩周炎、慢性腰腿疼问题;还有如原发性疾病脑卒中、截瘫、骨折等造成的肌骨结构破坏和功能损坏问题等都危害人类的健康、正常生活甚至寿命。
2、已知常用的肌骨检测技术有x线平扫、ct计算机断层扫描、mri核磁共振、肌骨超声、肌电、三维动作捕捉等技术。其中x线平扫、ct计算机断层扫描、mri核磁共振、肌骨超声技术的肌骨检测属于静态扫描,可以很好的获得肌骨结构和形态数据,作为临床肌骨检测的金标准。但是由于该检测需要专业人员和专业场地以及x线平扫、ct计算机断层扫描辐射性等问题不能高频用于常见的肌骨健康问题的人群;肌电、三维动作捕捉等技术可以进行动静态时肌骨检测,虽然可以获得高密度的运动学参数数据和实时的反馈,但其穿戴和测试也较为复杂,并且获得的数据常用于科学研究,在实际应用中难以普及。
3、因此,亟需一种能够便捷的对人体肌骨进行检测的装置。
技术实现思路
1、因此,本发明提供一种肌骨超声力位检测机构,还提供一种具有该检测机构的肌骨超声力位检测装置及肌骨力位检测设备,通过位移传感器联合磁力生成器获得更多维度的肌骨检测参数。
2、根据本技术的第一方面,提供一种肌骨超声力位检测机构,包括:
3、壳体,所述壳体内部具有容纳腔体;
4、力生成单元,设置在所述容纳腔体内,所述力生成单元包括驱动单元和施力杆,所述施力杆设置为能够在所述驱动单元驱动下沿轴向往复移动并施加沿轴向的可变作用力,所述施力杆的一端适于伸出所述壳体外;
5、超声波探头,连接于所述施力杆伸出所述壳体的一端,用于在所述施力杆施加的所述可变作用力下抵在检测者皮肤上以采集不同作用力下的超声图像信息;
6、压力传感器,设置在所述施力杆上,所述压力传感器用于检测所述皮肤及所述皮肤下肌骨对所述超声波探头的反馈力;
7、位移传感器,与所述施力杆的位置相对固定设置,用于检测所述施力杆及所述超声波探头沿轴向移动的距离。
8、在本技术的一种示例性实施例中,所述力生产单元为电磁力产生单元,所述施力杆为铁棒,所述驱动单元为电磁生成器;
9、所述铁棒沿所述容纳腔体的延伸方向设置,且所述铁棒滑动安装在容纳腔体内,所述铁棒的滑动方向与容纳腔体的延伸方向相同;所述铁棒的一端伸出壳体外侧并连接有超声波探头;
10、所述电磁生成器,设置在所述容纳腔体内,且所述电磁生成器缠绕套设在所述铁棒的外表面,所述电磁生成器适于连通电源产生磁性驱动铁棒在容纳腔体内产生位移以带动超声波探头移动。
11、在本技术的一种示例性实施例中,所述铁棒未伸出壳体的一端径向伸出有阻挡部;
12、弹性件,一端连接在阻挡部上,另一端连接在电磁生成器上,所述弹性件具有使铁棒保持悬浮在电磁生成器内的弹性力。
13、在本技术的一种示例性实施例中,所述阻挡部为铁棒端部径向凸出的凸缘。
14、在本技术的一种示例性实施例中,所述位移传感器位于容纳腔体的顶部,且所述位移传感器位于施力杆的轴线所处的直线上。
15、根据本技术的第二方面,提供一种肌骨超声力位检测装置,包括上述的肌骨超声力位检测机构,所述肌骨超声力位检测机构具有多个,且多个肌骨超声力位检测机构呈阵列式排布。
16、根据本技术的第三方面,提供一种肌骨超声力位检测设备,包括上述的肌骨超声力位检测机构,还包括:
17、测试云台,所述肌骨超声力位检测机构通过五轴驱动机构可移动的设置在所述测试云台上。
18、在本技术的一种示例性实施例中,所述五轴驱动机构包括:
19、位置调节机构,包括第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件,所述第一移动组件设置在所述测试云台上,所述第二移动组件设置在所述第一移动组件上,所述第三移动组件设置在所述第二移动组件上,所述肌骨超声力位检测机构连接在第三移动组件上,所述位置调节机构适于带动所述肌骨超声力位检测机构在x、y、z轴移动;
20、角度调节机构,适于调节肌骨超声力位检测机构其自身的旋转及在第三移动组件上的摆动。
21、在本技术的一种示例性实施例中,所述角度调节机构包括:
22、第一转轴,一端转动安装在所述第三移动组件上,另一端开设有通孔,所述通孔的轴线垂直于所述第一转轴的轴线;
23、摆动臂,通过第二转轴与所述第一转轴转动连接,所述第二转轴穿设通孔内且所述摆动臂转动安装在第二转轴上。
24、在本技术的一种示例性实施例中,所述第三移动组件的驱动端连接有电机,所述电机的驱动轴形成所述第一转轴。
25、根据本技术的第四方面,提供一种骨骼形态还原算法,包括上述的肌骨超声力位检测设备,肌骨超声力位检测设备模仿指触过程中,通过位移距离拟算出向量数组,传输到系统后,运行算法还原路径点位,通过触点路径等比还原出轮廓,在系统中进行拟合性三维人体骨骼建模。
26、在本技术的一种示例性实施例中,建模后,通过骨性标记点点位进行位置校正,生成最终骨位模型,以肩峰点位为例,进行点位线标记对比差值角度,判断高低肩骨骼体征。
27、在本技术的一种示例性实施例中,结果生成中,提供数据导出选项,可选择导出多种格式三维模型,以及平面化骨性标记图像。
28、根据本技术的第五方面,提供一种肌肉形态还原算法,包括上述的骨骼形态还原算法,区别于骨骼形态还原算法的基础上,调整肌骨超声力位检测设备的触摸力度阈值,区别于骨骼的硬度反馈,进行肌肉形态的建模还原,还原出肌肉外形轮廓,具体肌肉体征判断需参考肌肉软硬程度的数据结果做结合性应对分析。
29、根据本技术的第六方面,提供一种肌肉软硬度检测算法,包括上述的肌肉形态还原算法,肌肉形态的增量型数据结果参考及形态判断,在骨骼形态和肌肉轮廓形态基础上,筛查出对应的差值数据较大部位,进行深度的检查判断,根据肌肉结构、面积、厚度和走向,调整触点的反馈值范围,判断肌肉软硬及起伏程度。
30、在本技术的一种示例性实施例中,配合系统操控数据采集的过程所述,通过骨骼形态,肌肉轮廓形态,肌肉软硬程度,三项数据结合分析,给出相应的数据结果参考,多种格式的导出参考,提供点位触碰数据。
31、本发明技术方案,具有如下优点:
32、1.本发明提供的一种肌骨超声力位检测机构,包括壳体,壳体内设有力生成单元,力生成单元包括驱动单元和施力杆,施力杆能够在驱动单元的驱动下沿轴向往复移动并施加沿轴向的可变作用力,施力杆的一端伸出壳体外并连接有超声波探头,超声波探头用于在施力杆施加的可变作用力下抵在检测者皮肤上以采集不同作用力下的超声图像信息;在施力杆上设有压力传感器,压力传感器可以用于检测皮肤及皮肤下肌骨对超声波探头的反馈力;在容纳腔体内还设有位移传感器,位移传感器与施力杆的位置相对固定,位移传感器可以用于检测施力杆及超声波探头沿轴向移动的距离。在对患者肌骨检测过程中,施力杆在驱动单元控制下可以施加不同作用力,即超声波探头可以施加到检测者皮肤上不同的作用力,根据压力传感器对压力数值的采集,结合超声波探头的位移距离信息及超声波探头采集到的皮肤下的超声图像信息,可以得到患者皮肤及以下的软体材料(肌肉和组织)和硬体材料(骨骼)的信息,即显示了带有体素软硬程度的信息。单个肌骨超声力位检测机构可模拟人的手指按压在检测者的皮肤上,对检测者的肌骨进行检测。