介绍一种站立姿势平衡测试仪
作者：朱克敏 何 炜
单位：中国人民解放军杭州疗养院，310007
关键词：
介绍一种站立姿势平衡测试仪 平衡评价和平衡训练是康复医学的重要内容。目前，康复医师主要以重心平衡测定仪(重心运动轨迹)〔1〕或大型运动分析系统对站立平衡能力进行定量评价〔2〕，上述测试方法，操作复杂，主要依赖进口设备，且不能即时显示患者训练情况。因此它主要用于科研，临床使用常受到制约。下面介绍我们研制的一种站立姿势平衡测试仪。
1 硬件组成 见附图。
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附图 仪器构成框图
1.1 重量输入电路 采用6只压力传感器及仪器放大器，将测试点重量转换成电平输出，送到A/D转换器。A/D转换器采用一种串行的逐次逼近式，在单片微机的控制下，将称重模拟量转换成数字量，单片机采用分时启动A/D转换芯片的方法，逐个转换数字量，按时间、解剖部位的信息特征，逐个控制采集压力信息，连接串/并转换芯片接口，通过转换芯片把串行信号转换成并行信号，送给单片机基本系统。
1.2 单片机基本系统 系统的核心为80C31单片机，它是整个仪器的控制中心，扩充程序存储器芯片、地址锁存器、接口芯片共同完成称重测试控制。80C31芯片具有通信接口端，通过通信接口，连接PC机，可对测试信息作进一步分析。
1.3 显示器和键盘 系统具有2×8键盘，系统显示器和称重显示器。键盘能够输入操作指令。系统显示器显示总体重、测试仪工作状态、键盘指令及测试结果分析等一般信息。称重显示器显示相应各测试点称重信息。
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测试仪在单片机控制下，对操作指令进行识别，按时间、解剖部位的称重信息进行采集，按设计要求，在显示器上显示结果，实现对人体站立姿势平衡能力的定量评价。通过通信接口，由PC机对平衡能力参数做进一步分析，构成双微机系统。
2 工作原理 由监测足底6个点的测力传感器测得信息，经过模/数转换，微机处理，并分别给出重量显示，最终由微机分析得出测量结果，完成站立姿势平衡能力定量评价。
在站立时，足骨之间借坚强的韧带牢固相连，形成凸向上的弓形，称为足底弓。可分为前后方向上的纵弓和内外方向上的横弓。站立时，以足底的前后端，即跟骨结节，第一跖骨头和第五跖骨头三点为着力点〔3〕。根据脚的印迹分析脚型规律。轴线是根据脚的负重线(力线)而确定的，即两脚后跟靠拢，直立时，由髌骨上缘中点向下行的直线图。正常人，其力线向下应落在第二跖骨中间点，轴线的前端通过第二跖骨前端的中心，即通过第二跖骨前端的一条直线。经第五跖骨粗隆点，向轴线作垂线，垂线延长将足底分成前掌区，后跟区(即踵区)。以轴线将前掌区分成前内区、前外区。脚长是从轴线上量出脚的前后最突出点的距离。
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踵心位置的确定：医学上没有“踵心”这一名称，这一部位的确定，主要结合脚的功能结构加以考虑。后跟的受力点是在跟骨的下缘，通过X线下观察，该部位在脚长的13%处，而后跟受力的面积中心则大约在脚长的18%处〔4〕。GB2703-81《皮鞋工业术语》，将踵心部位定义为人脚后跟受力的中心部位。结果得到“三区三点”，即前内区、前外区、踵区；第一跖骨头、第五跖骨头、踵心。
站立姿势平衡测试仪，以第一跖骨头、第五跖骨头及踵心部位为承重盘中心，连续监测前内区、前外区、踵区在测试期间内受力动态过程，绘制时间体重参数曲线，在正常人群常模的基础上，由微机分析得出测量结果，以左右时相对称参数，左、右垂直分力测点对称性参数，驱动功能性参数，制动功能性参数，定量评价康复者站立姿势平衡能力。测试时体位取：①静止站立位；②站立位重心左右方向移动；③站立位重心左前，或右前方向移动，完成“平衡评价”；同时患者实时观察，各测试点即时显示，患者可在康复医师指导下进行生物反馈平衡训练；还可用于定量评价站立姿势控制能力，如足内翻、足外翻等。
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3 结论 定量评价是医学发展到一定水平的标志，通过定量评价，详细、正确地掌握患者现状、残存功能和潜在能力，为设定康复目标和制定康复计划提供依据。站立姿势平衡测试仪的研制对“平衡评价”和“平衡训练”提供了即时的直观、量化数据，有推广应用价值。
4 参考文献 [1]戴克戎，等.人体平衡功能的定量评定及意义.中华医学杂志，1990，80(8)：450.
[2]刘永斌，等.行走功能定量评定方法研究.中国康复理论实践，1996，2(40)：154.
[3]中国医科大学主编.人体解剖学.北京：人民卫生出版社，1979.76.
[4]轻工业部制鞋工业科学研究所编.中国鞋号及鞋楦设计.脚型规律分析.北京：轻工业出版社，1984.25～31.
收稿日期：1998-07-09, 百拇医药
单位：中国人民解放军杭州疗养院，310007
关键词：
介绍一种站立姿势平衡测试仪 平衡评价和平衡训练是康复医学的重要内容。目前，康复医师主要以重心平衡测定仪(重心运动轨迹)〔1〕或大型运动分析系统对站立平衡能力进行定量评价〔2〕，上述测试方法，操作复杂，主要依赖进口设备，且不能即时显示患者训练情况。因此它主要用于科研，临床使用常受到制约。下面介绍我们研制的一种站立姿势平衡测试仪。
1 硬件组成 见附图。
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附图 仪器构成框图
1.1 重量输入电路 采用6只压力传感器及仪器放大器，将测试点重量转换成电平输出，送到A/D转换器。A/D转换器采用一种串行的逐次逼近式，在单片微机的控制下，将称重模拟量转换成数字量，单片机采用分时启动A/D转换芯片的方法，逐个转换数字量，按时间、解剖部位的信息特征，逐个控制采集压力信息，连接串/并转换芯片接口，通过转换芯片把串行信号转换成并行信号，送给单片机基本系统。
1.2 单片机基本系统 系统的核心为80C31单片机，它是整个仪器的控制中心，扩充程序存储器芯片、地址锁存器、接口芯片共同完成称重测试控制。80C31芯片具有通信接口端，通过通信接口，连接PC机，可对测试信息作进一步分析。
1.3 显示器和键盘 系统具有2×8键盘，系统显示器和称重显示器。键盘能够输入操作指令。系统显示器显示总体重、测试仪工作状态、键盘指令及测试结果分析等一般信息。称重显示器显示相应各测试点称重信息。
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测试仪在单片机控制下，对操作指令进行识别，按时间、解剖部位的称重信息进行采集，按设计要求，在显示器上显示结果，实现对人体站立姿势平衡能力的定量评价。通过通信接口，由PC机对平衡能力参数做进一步分析，构成双微机系统。
2 工作原理 由监测足底6个点的测力传感器测得信息，经过模/数转换，微机处理，并分别给出重量显示，最终由微机分析得出测量结果，完成站立姿势平衡能力定量评价。
在站立时，足骨之间借坚强的韧带牢固相连，形成凸向上的弓形，称为足底弓。可分为前后方向上的纵弓和内外方向上的横弓。站立时，以足底的前后端，即跟骨结节，第一跖骨头和第五跖骨头三点为着力点〔3〕。根据脚的印迹分析脚型规律。轴线是根据脚的负重线(力线)而确定的，即两脚后跟靠拢，直立时，由髌骨上缘中点向下行的直线图。正常人，其力线向下应落在第二跖骨中间点，轴线的前端通过第二跖骨前端的中心，即通过第二跖骨前端的一条直线。经第五跖骨粗隆点，向轴线作垂线，垂线延长将足底分成前掌区，后跟区(即踵区)。以轴线将前掌区分成前内区、前外区。脚长是从轴线上量出脚的前后最突出点的距离。
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踵心位置的确定：医学上没有“踵心”这一名称，这一部位的确定，主要结合脚的功能结构加以考虑。后跟的受力点是在跟骨的下缘，通过X线下观察，该部位在脚长的13%处，而后跟受力的面积中心则大约在脚长的18%处〔4〕。GB2703-81《皮鞋工业术语》，将踵心部位定义为人脚后跟受力的中心部位。结果得到“三区三点”，即前内区、前外区、踵区；第一跖骨头、第五跖骨头、踵心。
站立姿势平衡测试仪，以第一跖骨头、第五跖骨头及踵心部位为承重盘中心，连续监测前内区、前外区、踵区在测试期间内受力动态过程，绘制时间体重参数曲线，在正常人群常模的基础上，由微机分析得出测量结果，以左右时相对称参数，左、右垂直分力测点对称性参数，驱动功能性参数，制动功能性参数，定量评价康复者站立姿势平衡能力。测试时体位取：①静止站立位；②站立位重心左右方向移动；③站立位重心左前，或右前方向移动，完成“平衡评价”；同时患者实时观察，各测试点即时显示，患者可在康复医师指导下进行生物反馈平衡训练；还可用于定量评价站立姿势控制能力，如足内翻、足外翻等。
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3 结论 定量评价是医学发展到一定水平的标志，通过定量评价，详细、正确地掌握患者现状、残存功能和潜在能力，为设定康复目标和制定康复计划提供依据。站立姿势平衡测试仪的研制对“平衡评价”和“平衡训练”提供了即时的直观、量化数据，有推广应用价值。
4 参考文献 [1]戴克戎，等.人体平衡功能的定量评定及意义.中华医学杂志，1990，80(8)：450.
[2]刘永斌，等.行走功能定量评定方法研究.中国康复理论实践，1996，2(40)：154.
[3]中国医科大学主编.人体解剖学.北京：人民卫生出版社，1979.76.
[4]轻工业部制鞋工业科学研究所编.中国鞋号及鞋楦设计.脚型规律分析.北京：轻工业出版社，1984.25～31.
收稿日期：1998-07-09, 百拇医药