通用医用人体压力分布测量系统的研制

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1、通用医用人体压力分布测量系统的研制Developmentofgeneralmedicalbodypressuredistributionmeasurementsystem学科专业：生物医学工程研究生：赵自雷指导教师：朱险峰副教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一二年12月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文

2、中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要人体压力分布测量技术是研究人体与外界事物接触时在接触面所产生的力，这里所指的外界事物是任意的，这项研究在医学、仿生学、人体工程

3、学中具有重要意义，目前的研究大都集中在足底压力分布、坐姿压力分布等方面。本文对这项技术的国内外的发展状况做了介绍与分析，以往的相关研究大都使用国外公司的产品，例如RSscan、Tekscan公司的测力系统，其设备不仅复杂而且较为昂贵。本文设想自行设计制作简单易用的测力装置，并针对临床中的两种实际应用做一些验证性实验：1.拇指外翻病人足底压力分布和正常人的对比；2.临床上加压疗法中不同医生操作弹力绷带对人体皮肤的压力差异。通过这两方面的实验来验证装置的作用。根据以上设想，本文设计并制作了一种简单易用的压力分布测量装置，采用Tekscan公司的Flex

4、iForce压力传感器测取压力信号，经过由两级模拟开关芯片CD4051组成的64路模拟开关电路，由基于USB接口的A/D数据采集卡MPS-010501采集压力数据并将其传送至电脑，电脑上基于VB语言编写的上位机软件可以显示、记录、存取和回放压力数据。本文选取了同样型号两种测量范围的压力传感器，并且针对传感器的主要性能参数做了详细的测试，利用这两种测量范围的压力传感器测取人的足底压力和临床使用的弹力绷带作用于人皮肤表面的压力。在足底压力分布测量实验部分，选取人足底五个跖趾关节处为主要测力点，测量了20名正常人的足底压力分布以及5名拇外翻患者术前、术后

5、的足底压力分布，并对测量结果做了分析，拇外翻患者五个跖趾关节的受力在第二跖趾关节出现较高峰值并且整体受力外移，这在足部疾病分析和术后康复评价都有重要意义；在弹力绷带实验部分，由不同的医生使用3M弹力绷带分别对受试者进行两层和三层包扎，由测量结果可以看出，不同医生操作时的绷带紧张程度差异性很大，使用这套装置对于消除加压疗法的盲目性有一定意义。关键词：足底压力分布拇外翻加压疗法FlexiForce传感器VBABSTRACTThebodypressuredistributionmeasurementtechnologyistheresearchofthe

6、forcegeneratedatthecontactsurfacebetweenthehumanbodyandanyexternalthings,whichmakesgreatsignificanceinmedical,bionicsandergonomicscience.Thecurrentresearchmostlyfocusedontheplantarpressuredistribution,seatedpressuredistributionandmanyotheraspects.Thispapermakesintroductionanda

7、nalysisofthistechnology’sdevelopmentamongtheworld.MostofthepreviousstudiesusedtheforcemeasuringsystemoftheforeigncompaniessuchasRSscanandTekscanwhicharenotonlycomplicatedbutalsoexpensive.Thispaperenvisagesasimpleandwieldyforcemeasurementdevicedesignedtodosomereplicationexperim

8、entsfortwoclinicalapplications:1.Thecomparisonoftheplantarpre