可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法与流程

1.本发明涉及足部压力检测技术领域，具体涉及可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法。


背景技术：

2.足部重建手术的术前准备过程中，需要对病人的足部压力分布进行采集分析，以确定手术方案。
3.传统的术前足底压力检测均在前期诊疗过程中进行测量，常见的检测方式是通过检测足底各部分的压力的分布来判断，主要通过压力检测板实现，受试人员在压力检测板上行走，通过压力检测板上的传感器采集交底压力实现。
4.然而现有的足底压力分析仪存在不能对躺在病床上的病人采集足底压力分布数据的问题。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的不足，本发明提出可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法，包括对患者足底压力分布进行采集分析的主体，所述主体包括壳体，所述壳体朝向患者足底的一侧开设有方形凹槽，所述方形凹槽内固定有压力检测板，所述压力检测板上覆盖有与患者足底接触的可更换压敏层，所述可更换压敏层与壳体通过定位组件连接。
6.为实现上述目的，通过定位组件的作用，对可更换压敏层起到定位作用，以便于可更换压敏层平整覆盖在压力检测板上，通过可更换压敏层与躺在病床上的患者足底接触贴合，以便于采集患者足底压力，进而将躺在床上无法行走的患者足底压力转换为数据或热力图，以便于医生实时查看，以便于医生确定手术方案，提高了手术的成功率。
7.进一步地，所述定位组件包括设置在方形凹槽外侧四个端角处的定位点，所述定位点与壳体一体化成型，所述可更换压敏层与壳体通过双面胶固定。
8.通过上述技术方案，通过定位点的作用，对可更换压敏层起到定位作用，以便于可更换压敏层完全平整覆盖在压力检测板上，进而提高了足底压力采集的准确度，从而提高手术成功率，且可更换压敏层与壳体通过双面胶固定，减少可更换压敏层在使用过程中从压力检测板上脱落的可能性，另一患者使用时，仅将可更换压敏层从壳体上撕除，更换其他可更换压敏层即可，便于工作人员更换可更换压敏层。
9.进一步地，所述双面胶均设置在方形凹槽外侧窄边处，所述可更换压敏层与压力检测板之间留有通气孔。
10.通过上述技术方案，当可更换压敏层与压力检测板接触时，可更换压敏层与压力检测板之间气腔受压变小，气体通过通气孔排出，当可更换压敏层与压力检测板断开连接后，外界空气通过通气孔进入气腔内。
11.进一步地，所述压力检测板靠近可更换压敏层的一面设有若干压力检测单元，所述压力检测单元包括成对的检测电极，成对的所述检测电极与可更换压敏层接触时形成导
通的回路，所述压力检测板远离底部框架的一面设有若干印刷电路，所述检测电极分别连接在印刷电路上。
12.通过上述技术方案，当工作人员抓住壳体且使得可更换压敏层与躺在病床上的患者足底接触，并且对壳体施加一定压力，可更换压敏层与压力检测板接触的部分形成导通回路，方便对患者的足底压力分布进行采集。
13.进一步地，所述壳体上开设有位于方形凹槽旁侧的安装槽，所述壳体上下两侧均通过安装槽均外界连通，所述安装槽内固定有检测电路板，所述检测电路板与压力检测板通过排线连接，所述检测电路板上还设有电源管理模块、对采集到的足底压力数据进行存储的存储模块、对采集到的足底压力数据进行处理分析且控制各模的中央处理模块以及可视化界面的显示模块。
14.通过上述技术方案，通过压力检测板的作用将采集到的患者足底压力数据传输至中央处理模块，通过电源管理模块的作用便于对该装置供电，通过存储模块的作用便于对采集到的足底压力数据进行存储，通过中央处理模块的作用对采集到的足底压力数据进行处理分析且控制各个模块，通过显示模块的作用便于医生观察患者足底压力。
15.进一步地，所述显示模块具体为屏幕，所述屏幕与检测电路板排线连接，所述屏幕封闭安装槽的上部开口部分，所述屏幕与壳体固定连接。
16.通过上述技术方案，通过屏幕的作用，便于工作人员通过可视化图像观察患者足底压力。
17.进一步地，所述壳体上开设有位于方形凹槽和安装槽之间的容纳槽，所述电源管理模块固定在容纳槽内，所述壳体上设有封闭容纳槽开口部分以及安装槽下部开口部分的封闭组件。
18.通过上述技术方案，通过电源管理模块的作用起到供电作用，通过容纳槽容纳电源管理模块，便于电源管理模块的安装，通过封闭组件的作用封闭容纳槽开口部分以及安装槽下部开口部分，提高电源管理模块和检测电路板的使用寿命。
19.进一步地，所述封闭组件包括封闭安装槽下部开口部分以及容纳槽开口部分的检修盖，所述检修盖与壳体通过若干螺钉可拆卸式固定连接。
20.通过上述技术方案，通过检修盖的作用封闭安装槽下部开口部分以及容纳槽开口部分，通过螺钉的作用便于检修盖的安装和拆卸。
21.进一步地，所述壳体上还设有若干控制按钮，所述检测电路板上设有与控制按钮适配的控制按键，所述控制按键与控制按钮一一对应。
22.通过上述技术方案，工作人员通过按压控制按钮而影响控制按键，控制按键分别控制压力检测的开始、保存、设置以及返回。
23.进一步地，本发明具体步骤如下：
24.s1：对装置整体进行消毒；
25.s2：将新的可更换压敏层通过定位点进行定位，再通过双面胶固定在壳体上，使得可更换压敏层平整覆盖在压力检测板上；
26.s3：医护人员抓住壳体，且使得可更换压敏层与躺在病床上患者的足底接触贴合，并且施加压力；
27.s4：可更换压敏层与压力检测板接触的部分形成导电回路，压力检测板采集到的
数据传输至中央处理模块，中央处理模块对采集到的数据进行收集和运算，并以可视化方式呈现在屏幕上，供实施手术者实时查看。
28.综上所述，该可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法具有以下有益效果：
29.(1)该可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法，通过定位组件的作用，对可更换压敏层起到定位作用，以便于可更换压敏层平整覆盖在压力检测板上，通过可更换压敏层与躺在病床上的患者足底接触贴合，以便于采集患者足底压力，进而将躺在床上无法行走的患者足底压力转换为数据或热力图，以便于医生实时查看，以便于医生确定手术方案，提高了手术的成功率。
30.(2)该可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法，通过通气孔的作用，当可更换压敏层与压力检测板接触时，可更换压敏层与压力检测板之间气腔受压变小，气体通过通气孔排出，当可更换压敏层与压力检测板断开连接后，外界空气通过通气孔进入气腔内，提高了可更换压敏层与压力检测板的使用年限且便于更换拆卸可更换压敏层。
附图说明
31.下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
32.图1是本发明首选实施方式的整体结构示意图；
33.图2是本发明用于体现安装槽的结构示意图；
34.图3是本发明用于体现容纳槽的结构示意图；
35.图4是本发明用于体现检测电路板的结构示意图；
36.图5是本发明用于体现控制按键的结构示意图；
37.图6是本发明整体仰视结构示意图；
38.图7是本发明首选实施方式的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪测量方法的流程图。
39.附图标记：1、壳体；101、方形凹槽；103、定位点；104、双面胶；105、安装槽；106、容纳槽；107、检修盖；108、螺钉；2、压力检测板；201、检测电极；3、检测电路板；301、屏幕；302、电源管理模块；303、控制按键；4、控制按钮。
具体实施方式
40.下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
41.如图1-7所示，本发明首选实施方式的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法，包括对患者足底压力分布进行采集分析的主体，主体由足底压力处理组件以及容纳足底压力处理组件的壳体1组成，通过足底压力处理组件的作用对躺在病床上患者的足底压力数据进行采集和分析，并以热力图的形式显示在屏幕301上，便于医生实时查看，以便于医生确定手术方案，提高了手术的成功率。
42.如图4，足底压力处理组件包括检测电路板3，检测电路板3上设有电源管理模块302、采集患者足底压力分布数据的数据采集模块、对采集到的足底压力分布数据进行存储的存储模块、对采集到的足底压力分布数据进行处理分析且控制各模的中央处理模块、可
视化界面的显示模块和通信模块，电源管理模块302、数据采集模块、存储模块、中央处理模块、显示模块和通信模块之间通过电连接。
43.如图4，通过电源管理模块302的作用对该装置供电，通过数据采集模块的作用采集患者足底压力分布数据，并将采集到的数据传输至中央处理模块，通过中央处理模块的作用对采集到的足底压力分布数据进行处理分析并发送控制指令给其他模块，通过存储模块的作用对采集到的足底压力数据进行记录存储，通过显示模块的作用以便于显示采集到的患者足底压力数据形成的热力图，方便医生观察，电源管理模块302、数据采集模块、存储模块、中央处理模块、显示模块之间均通过通信模块连接。
44.如图4和图5，电源管理模块302与检测电路板3电连接，存储模块具体为与检测电路板3电连接的存储器，显示模块具体为用于显示热力图的屏幕301，屏幕301与检测电路板3通过排线连接，数据采集模块具体为压力检测板2和可更换压敏层，压力检测板2与检测电路板3通过排线连接。
45.如图5，中央处理模块对采集到的数据进行收集和运算，并通过热力图或力值图之类可视化的方式呈现在屏幕301上的方式为现有技术，故在此不做过多赘述。
46.如图1和图2，压力检测板2靠近可更换压敏层的一面设有若干压力检测单元，压力检测单元包括成对的检测电极201，成对的检测电电极与可更换压敏层接触时形成导通的回路，压力检测板2远离底部框架的一面设有若干印刷电路，检测电极201分别连接在印刷电路上，当患者足底与可更换压敏层接触且使得可更换压敏层与压力检测板2接触时，可更换压敏层与压力检测板2接触的部分形成导通回路，方便对患者的足底压力分布进行采集。
47.如图1和图2，壳体1上表面开设有容纳压力检测板2的方形凹槽101，压力检测板2固定在方形凹槽101内且封闭方形凹槽101，壳体1上设有位于方形凹槽101外侧四个端角处的定位点103，通过定位点103的作用对可更换压敏层起到定位作用，以便于可更换压敏层完全覆盖在压力检测板2上，可更换压敏层与壳体1通过双面胶104固定，双面胶104设置在方形凹槽101外侧的窄边处，方便可更换压敏层的安装和拆卸。
48.如图1，可更换压敏层整体为压敏导电材料制成，具体为导电胶或石墨烯，通过可更换压敏层的作用，在承受不同压力情况下，会改变电导率，也可以赋予灭菌消毒特性。
49.如图1，可更换压敏层与压力检测板2之间留有通气孔，当可更换压敏层与压力检测板2接触时，可更换压敏层与压力检测板2之间气腔受压变小，气体通过通气孔排出，当可更换压敏层与压力检测板2断开连接后，外界空气通过通气孔进入气腔内。
50.如图3和图4，壳体1的下表面开设有容纳电池的容纳槽106，电池固定在容纳槽106内。
51.如图3和图4，壳体1上还开设有容纳检测电路板3的安装槽105，壳体1上下两面均通过安装槽105与外界连通，屏幕301封闭安装槽105的上端开口部分。
52.如图6，壳体1的后端面通过螺钉108可拆卸式固定有封闭安装槽105下端开口部分以及容纳槽106开口部分的检修盖107，通过检修盖107的作用对检测电路板3和电池起到保护作用。
53.如图2和图5，壳体1上还设有控制按钮4，检测电路板3上设有与控制按钮4一一对应的控制按键303，控制按键303与中央处理模块通过通信模块连接，通过控制按钮4和控制按键303的配合以调整该装置开关、调节参数以及显示方式。
54.如图7，本发明具体步骤如下：
55.s1：对装置整体进行消毒；
56.s2：将新的可更换压敏层通过定位点103进行定位，再通过双面胶104固定在壳体1上，使得可更换压敏层平整覆盖在压力检测板2上；
57.s3：医护人员抓住壳体1，且使得可更换压敏层与躺在病床上患者的足底接触贴合，并且施加压力；
58.s4：可更换压敏层与压力检测板2接触的部分形成导电回路，压力检测板2采集到的数据传输至中央处理模块，中央处理模块对采集到的数据进行收集和运算，并通过热力图或力值图之类可视化的方式呈现在屏幕301上，供实施手术者实时查看。
59.s4还包括：
60.s401：安装所需的库，安装python库matplotlib，它是一个常用的数据可视化库。通过在命令提示符或终端中输入pip install matplotlib命令来安装。
61.s402：创建python脚本，创建一个名为pressure_visualization.py的python脚本，并在其中编写代码。
62.s403：编写代码：
63.s403还包括：
64.s403-1：导入所需库，导入matplotlib.pyplot和numpy库。
65.s403-2：定义压力到颜色的映射函数，创建一个名为pressure_to_color的函数，该函数接受的检测压力数值作为输入，并返回对应的颜色。颜色从蓝色低压变为绿色绿色变为红色高压。
66.s403-3：定义最小和最大压力值，定义假设的最小和最大压力值，以便将实际检测压力数值归一化到0-1之间。
67.s403-4：生成模拟数据：创建一个包含随机整数的numpy数组，用于模拟压力数据。
68.s403-5：创建图形，使用matplotlib创建一个空白图形。
69.s403-6：遍历压力数据并设置颜色：遍历每个压力数据点，并使用pressure_to_color函数将压力值转换为颜色，使用这个颜色创建一个矩形，并将其添加到图形中。
70.s403-7：设置图形属性：设置图形的坐标轴范围，确保它们与压力数据的大小相匹配。
71.s403-8：显示图形，使用plt.show命令显示图形。
72.s403-9：运行脚本，在命令提示符或终端中，导航到脚本所在的文件夹，然后输入python pressure_visualization.py命令来运行脚本，生成一个根据压力大小显示不同颜色的图形。
73.上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。

技术特征：
1.可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，包括对患者足底压力分布进行采集分析的主体，所述主体包括壳体(1)，所述壳体(1)朝向患者足底的一侧开设有方形凹槽(101)，所述方形凹槽(101)内固定有压力检测板(2)，所述压力检测板(2)上覆盖有与患者足底接触的可更换压敏层，所述可更换压敏层与壳体(1)通过定位组件连接。2.根据权利要求1所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述定位组件包括设置在方形凹槽(101)外侧四个端角处的定位点(103)，所述定位点(103)与壳体(1)一体化成型，所述可更换压敏层与壳体(1)通过双面胶(104)固定。3.根据权利要求2所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述双面胶(104)均设置在方形凹槽(101)外侧窄边处，所述可更换压敏层与压力检测板(2)之间留有通气孔。4.根据权利要求1所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述压力检测板(2)靠近可更换压敏层的一面设有若干压力检测单元，所述压力检测单元包括成对的检测电极(201)，成对的所述检测电极(201)与可更换压敏层接触时形成导通的回路，所述压力检测板(2)远离底部框架的一面设有若干印刷电路，所述检测电极(201)分别连接在印刷电路上。5.根据权利要求1所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述壳体(1)上开设有位于方形凹槽(101)旁侧的安装槽(105)，所述壳体(1)上下两侧均通过安装槽(105)均外界连通，所述安装槽(105)内固定有检测电路板(3)，所述检测电路板(3)与压力检测板(2)通过排线连接，所述检测电路板(3)上还设有电源管理模块(302)、对采集到的足底压力数据进行存储的存储模块、对采集到的足底压力数据进行处理分析且控制各模的中央处理模块以及可视化界面的显示模块。6.根据权利要求5所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述显示模块具体为屏幕(301)，所述屏幕(301)与检测电路板(3)排线连接，所述屏幕(301)封闭安装槽(105)的上部开口部分，所述屏幕(301)与壳体(1)固定连接。7.根据权利要求5所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述壳体(1)上开设有位于方形凹槽(101)和安装槽(105)之间的容纳槽(106)，所述电源管理模块(302)固定在容纳槽(106)内，所述壳体(1)上设有封闭容纳槽(106)开口部分以及安装槽(105)下部开口部分的封闭组件。8.根据权利要求7所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述封闭组件包括封闭安装槽(105)下部开口部分以及容纳槽(106)开口部分的检修盖(107)，所述检修盖(107)与壳体(1)通过若干螺钉(108)可拆卸式固定连接。9.根据权利要求5所述的可更换压敏层的一体化足底压力分析仪，其特征在于，所述壳体(1)上还设有若干控制按钮(4)，所述检测电路板(3)上设有与控制按钮(4)适配的控制按键(303)，所述控制按键(303)与控制按钮(4)一一对应。10.可更换压敏层的一体化足底压力分析仪的测量方法，其特征在于，本发明具体步骤如下：s1：对装置整体进行消毒；s2：将新的可更换压敏层通过定位点(103)进行定位，再通过双面胶(104)固定在壳体(1)上，使得可更换压敏层平整覆盖在压力检测板(2)上；
s3：医护人员抓住壳体(1)，且使得可更换压敏层与躺在病床上患者的足底接触贴合，并且施加压力；s4：可更换压敏层与压力检测板(2)接触的部分形成导电回路，压力检测板(2)采集到的数据传输至中央处理模块，中央处理模块对采集到的数据进行收集和运算，并以可视化方式呈现在屏幕(301)上，供实施手术者实时查看。

技术总结
本发明提出可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法，涉及足部压力检测技术领域，包括对患者足底压力分布进行采集分析的主体，主体包括壳体，壳体朝向患者足底的一侧开设有方形凹槽，方形凹槽内固定有压力检测板，压力检测板上覆盖有与患者足底接触的可更换压敏层，可更换压敏层与壳体通过定位组件连接，该可更换压敏层的一体化足底压力分析仪及测量方法，通过可更换压敏层与躺在病床上的患者足底接触贴合，以便于采集患者足底压力，进而将躺在床上无法行走的患者足底压力转换为数据或热力图，以便于医生实时查看，以便于医生确定手术方案，提高了手术的成功率。提高了手术的成功率。提高了手术的成功率。


技术研发人员：徐海林 杜永丹
受保护的技术使用者：南京力真电子科技有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/23