足底压力分布测量系统及临床应用

足底压力分布测量系统及临床应用

袁刚1

　张木勋1

　张建华1

　程家明2

　闫世强2

　徐向东2

　景创新

2

【作者单位】1华中科技大学同济医学院附属同济医院内科,湖

北武汉430030;2

空军雷达学院

【摘要】　目的:研制一套足底压力分布测量系统并评价其临床应用价值。方法:足底压力分布测量系统由硬

件和软件2个部分组成。系统硬件包括一个由200个国产微型压力传感器组成的300mm ×150mm 的压力传感器矩阵、接口电路、信号采集及计算机系统;系统软件主要由实时数据采集模块、数据存贮模块、数据计算分析和显示模块、病历管理与资料查询模块、诊断模块等组成。应用本系统对58例正常人(正常组)、75例无明显周围神经病变的糖尿病患者(DM 组)及30例合并周围神经病变的糖尿病患者(DN 组)进行足底压力测试。结果:DN 组足底最大压力比正常组明显增高,而DM 组足底最大压力与正常组相似。结论:本系统稳定,灵敏度和分辨率高,结果可靠,操作简便,具有良好的临床应用前景。

【关键词】　足底压力;压力传感器;糖尿病足

【中图分类号】　R587.1　【文献标识码】　A 【文章编号】　1001-2001(2003)01-0022-04

The Measurem ent System for Dynamic Foot Pressure and Its C linical Application Y uan Gang ,Zhang Muxun ,Zhang Jianhua ,et al .Department of Internal Medicine ,Tongji Hospital ,Tongji Medical College ,Huazhong University of Science and Technology ,W uhan 430030

【Abstract 】　Objective :T o develop a measurement system fo r foot pressure and to ev aluate its clinically applied value .M ethods :T he sy stem was composed of hardware part and software part .T he hardware part included sensors matrix co n -taining 200micro -pressure -sensor ,interface circuit ,signal collector and computer sy stem .T he so ftw are part consisted of modules for real time data collection ,storage ,analysis ,display ,diagnosis ,case management and inquiry .P lantar foot pressure in w alking w as measured throug h the sysmtem in 58normal individuals (g roup C )and 105diabetic patients in -cluding 30(DN group )w ith peripheral neuropathy and 75(group DM )without distinct peripheral neuropathy .Results :T he average peak plantar foot pressure in DN group was sig nificantly higher than in both DM g roup and group C ,but no signifcant difference w as found between DM g roup and group C .Conclusion :I t confirmed that the system has hig her sta -bilization ,sensitivity and differentiability .T he results were reliable .T he sy stem is easy to be manipulated .

【Key words 】　foot pressure ;force sensors ;diabe tic foot

人体足底压力分布反映有关脚的结构、功能及整个身体姿势控制等情况。测试和分析足底压力可以获取人体在各体态和运动下的生理、病理力学参

数和机能参数,这对临床医学诊断、疾病程度测定、术后疗效评价、生物力学及康复研究均有重要意义[1]

。为此我们研制了一套包括200个压力传感器的足底压力测量系统,并对正常人和糖尿病患者足底压力进行测试,以探讨该系统的临床应用价值。1　材料

此系统由硬件和软件两大部分组成,系统硬件包括压力传感器平板矩阵、接口电路、信号采集及计算机系统组成;系统软件主要由实时数据采集模块、

数据存贮模块、数据计算分析和显示模块、病历管理与资料查询模块、诊断模块等组成。1.1　系统硬件结构　

1.1.1　压力传感器平板矩阵及其特点　压力传感

器平板矩阵是本系统的主要组成部分之一,由许多压力传感器构成。我们在设计上主要是解决2个问题:一是压力传感器的选择;二是由传感器如何构成所要的传感器平板矩阵。①压力传感器的选择:在足底压力测量中常用的压力传感器的类型按其转换原理可分为电阻式、压电式、光电式、电容式等

[3、4]

。

不同类型的传感器各有特点。我们选用的是电阻式压力传感器类型中的铂金氏应变片传感器。它灵敏度高,测试范围宽,稳定性高,工作可靠,输出特性线性较好,并能在恶劣环境下工作;②压力传感器量程的确定:由系统的测量量程确定,系统的测量量程指标取决于体重、步行速度及压力传感器的安置结构。

22

中国康复·2003年2月·第18卷第1期　C hinese Jou rnal of Rehabil itation ,Feb ruary 2003,Vol .18No .1