本發(fā)明屬于醫(yī)療設備技術領域，尤其涉及一種膝跳反射電子測試儀及判定膝跳反射強度的方法。

背景技術：

膝跳反射是一種最簡單的反射，包括兩個神經元。執(zhí)行反射的全部神經結構稱為反射弧，一般包括五部分：感受器、傳入神經纖維、中樞、傳出神經纖維和效應器。反射弧的結構也有簡有繁，在最簡單的反射弧中，傳入神經元和傳出神經元直接在中樞內接觸，稱為單突觸反射，如膝跳反射。復雜的反射弧有許多中間神經元。

膝跳反射的傳入神經和傳出神經為股神經，神經中樞是低級神經中樞，位于脊髓的灰質內。在膝跳反射的同時，脊髓中通向大腦的神經會將這一神經沖動傳往大腦，使人感覺到被叩擊了，膝跳反射先完成，然后才感覺到膝蓋被叩了，但這幾乎是同時的。

膝跳反射受中樞神經系統的高級部位影響，其反應的強弱、遲速可反映中樞神經系統的功能狀態(tài)，臨床上用以檢查中樞神經系統的疾患。通過刺激膝蓋處大腿肌肉的感受器(股四頭肌肌腱內機械感受器)，在感覺神經元中引發(fā)了動作電位，動作電位上行到脊髓，脊髓中感覺神經元直接與運動神經元建立突觸聯系。如果信號足夠強，就可以在運動神經元中引發(fā)動作電位。當動作電位傳遞到大腿肌肉(股四頭肌)時，股四頭肌收縮，股二頭肌舒張，即可引起膝跳反射。

目前，醫(yī)生常用叩診錘檢查神經肌肉反射，叩診錘多以一塊橡皮和一根木質或金屬柄構成，使用時用橡皮段輕輕叩擊有關部位，以觀察膝跳反射。這個診斷過程受醫(yī)生主觀影響大，一方面是醫(yī)生難以準確控制每次叩擊力，另一方面，醫(yī)生對患者膝跳反射強度(動作幅度、速度)的判斷存在很大的主觀性且可能忽略掉微弱反應，造成誤判。因此，將膝跳反射強度進行量化對于醫(yī)生臨床診斷而言十分必要。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種能量化膝跳反射的電子測試裝置，可將膝跳反射強度分層次顯示，根據患者實際測試情況調整分層檢測靈敏度，為醫(yī)生利用膝跳反射診斷患者神經系統的疾患提供數據。

本發(fā)明的目的之二是提供一種利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法。

為實現上述第一個目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種膝跳反射電子測試儀，包括診斷盒與傳感器；診斷盒包括led燈、usb供電口、第一藍牙通訊模塊、診斷盒開關和微處理器；傳感器包括傳感器開關、傳感器充電口、第二藍牙通訊模塊和加速度傳感器；第一藍牙通訊模塊與第二藍牙通訊模塊通訊連接；led燈、usb供電口、第一藍牙通訊模塊、診斷盒開關與微處理器的管腳相接；led燈、usb設置于診斷盒外表面；傳感器開關、傳感器充電口、第二藍牙通訊模塊與加速度傳感器通過電路板相連接；傳感器開關、傳感器充電口設置在傳感器外殼上。

在上述的膝跳反射電子測試儀中，診斷盒外還連接有綁帶和尼龍搭扣。

在上述的膝跳反射電子測試儀中，led燈采用1-8號led燈，共8個。

在上述的膝跳反射電子測試儀中，加速度傳感器為xyz三軸傳感器。

為實現上述第二個目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法，包括以下步驟：

步驟1、通過傳感器采集被測試者小腿加速度和角度數據并通過第二藍牙通訊模塊傳輸至第一藍牙通訊模塊；

步驟2、微處理器處理第一藍牙通訊模塊接收到的加速度和角度數據，通過程序算法實現膝跳反射強度的判定。

在上述的利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法中，步驟1所述傳感器采集被測試者小腿加速度和角度數據是通過綁帶和尼龍搭扣將傳感器固定在被測試者小腿上，測量x軸、y軸和z軸的加速度，以及重力加速度方向與x軸、y軸和z軸的夾角。

在上述的利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法中，步驟2所述的通過程序算法實現膝跳反射強度的判定包括：

步驟2.1、自檢單元，保證第一、第二藍牙通訊模塊和led燈運行正常；

步驟2.2、基準面標定單元，確保傳感器綁在被測試者小腿上不發(fā)生運動時開始測試；

步驟2.3、強度判定單元，利用傳感器實時采集的z軸加速度的值az減去重力加速度在z軸的分量，得到被測試者小腿動作方向的加速度值azx，即：

azx＝az-cosθz

根據azx的大小，判定膝跳反射的強度，同時顯示led燈亮的個數。

在上述的利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法中，步驟2.1的實現包括：打開傳感器，診斷盒通電后，進入自檢單元，若第一、第二藍牙通訊模塊連接正常，則控制8個led燈全亮，通過延時程序使2-8號led燈持續(xù)2秒后熄滅，僅留1號led燈亮表征開機狀態(tài)；若第一、第二藍牙通訊模塊連接失敗，則控制8號led燈閃爍，延時2秒后熄滅。

在上述的利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法中，步驟2.2的實現包括：比較傳感器前后兩次采集的x軸和y軸的加速度值，若兩次的差值小于給定的足夠小的值1％，則認為傳感器未發(fā)生運動，此時可開始叩診過程；若兩次的差值大于1％，則認為傳感器正在運動，不進入叩診過程，直到傳感器不發(fā)生運動。

本發(fā)明的有益效果是：

1)通過加速度的精確測量，消除了醫(yī)生采用肉眼觀測可能帶來的主觀影響；

2)在一個測試周期內，如果需要多次測試，無需反復開關電源，操作簡便；

3)通過大量的測試獲取試驗樣本，可以不斷調整弱、中、強的范圍，使診斷值越來越接近精確。

附圖說明

圖1為膝跳反射裝置示意圖。

圖1(a)為本發(fā)明一個實施例膝跳反射電子測試儀診斷盒示意圖；

其中，1-診斷盒，101-led燈，102-usb供電口，103-第一藍牙通訊模塊，104-診斷盒開關，105-微處理器；

圖1(b)為本發(fā)明一個實施例膝跳反射電子測試儀傳感器示意圖；

其中，2-傳感器，201-傳感器開關，202-傳感器充電口，203-第二藍牙通訊模塊，204-加速度傳感器，205-綁帶，206-尼龍搭扣；

圖2為本發(fā)明一個實施例的基準面標定單元流程圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例的強度判定單元流程圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例的膝跳反射電子測試儀運行總流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細描述。

所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發(fā)明的不同結構。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本發(fā)明提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其它工藝的可應用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。

本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術語“相連”“連接"應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于相關領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。

本實施例采用以下技術方案來實現的，一種膝跳反射電子測試儀，包括診斷盒與傳感器；診斷盒包括led燈、usb供電口、第一藍牙通訊模塊、診斷盒開關和微處理器；傳感器包括傳感器開關、傳感器充電口、第二藍牙通訊模塊和加速度傳感器；第一藍牙通訊模塊與第二藍牙通訊模塊通訊連接；led燈、usb供電口、第一藍牙通訊模塊、診斷盒開關與微處理器的管腳相接；led燈、usb設置于診斷盒外表面；傳感器開關、傳感器充電口、第二藍牙通訊模塊與加速度傳感器通過電路板相連接；傳感器開關、傳感器充電口設置在傳感器外殼上。

進一步，診斷盒外還連接有綁帶和尼龍搭扣。

進一步，led燈采用1-8號led燈，共8個。

更進一步，加速度傳感器為xyz三軸傳感器。

一種利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法，包括以下步驟：

步驟1、通過傳感器采集被測試者小腿加速度和角度數據并通過第二藍牙通訊模塊傳輸至第一藍牙通訊模塊；

步驟2、微處理器處理第一藍牙通訊模塊接收到的加速度和角度數據，通過程序算法實現膝跳反射強度的判定。

進一步地，步驟1所述傳感器采集被測試者小腿加速度和角度數據是通過綁帶和尼龍搭扣將傳感器固定在被測試者小腿上，測量x軸、y軸和z軸的加速度，以及重力加速度方向與x軸、y軸和z軸的夾角。

進一步地，步驟2所述的通過程序算法實現膝跳反射強度的判定包括：

步驟2.1、自檢單元，保證第一、第二藍牙通訊模塊和led燈運行正常；

步驟2.2、基準面標定單元，確保傳感器綁在被測試者小腿上不發(fā)生運動時開始測試；

步驟2.3、強度判定單元，利用傳感器實時采集的z軸加速度的值az減去重力加速度在z軸的分量，得到被測試者小腿動作方向的加速度值azx，即：

azx＝az-cosθz

根據azx的大小，判定膝跳反射的強度，同時顯示led燈亮的個數。

進一步地，步驟2.1的實現包括：打開傳感器，診斷盒通電后，進入自檢單元，若第一、第二藍牙通訊模塊連接正常，則控制8個led燈全亮，通過延時程序使2-8號led燈持續(xù)2秒后熄滅，僅留1號led燈亮表征開機狀態(tài)；若第一、第二藍牙通訊模塊連接失敗，則控制8號led燈閃爍，延時2秒后熄滅。

更進一步地，步驟2.2的實現包括：比較傳感器前后兩次采集的x軸和y軸的加速度值，若兩次的差值小于給定的足夠小的值1％，則認為傳感器未發(fā)生運動，此時可開始叩診過程；若兩次的差值大于1％，則認為傳感器正在運動，不進入叩診過程，直到傳感器不發(fā)生運動。

具體實施時，一種膝跳反射電子測試儀，包括診斷盒1和傳感器2，如圖1(a)所示，led燈101用來表征診斷盒狀態(tài)和顯示膝跳反射強度，usb供電口102用于給診斷盒1供電；第一藍牙通訊模塊103接收從傳感器2傳送來的az、θz值，再經過微處理器105進行計算并控制led燈101亮燈狀態(tài)；診斷盒1的開關104控制診斷盒通、斷電。

如圖1(b)所示，傳感器開關201用來控制傳感器2的開斷，傳感器充電口202可以給傳感器2的內置電池充電。第二藍牙通訊模塊203用來與診斷盒1的第一藍牙通訊模塊103通訊。加速度傳感器204為xyz三軸傳感器。綁帶205和尼龍搭扣206用來將傳感器2固定在被測試者小腿膝蓋處。

利用膝跳反射電子測試儀判定膝跳反射強度的方法如下：

(1)傳感器實現加速度和角度數據的采集和藍牙傳輸功能。

傳感器通過綁帶放在被測試者小腿上，可測量x軸、y軸和z軸的加速度，以及重力加速度方向與x軸、y軸和z軸的夾角，通過第一藍牙通訊模塊將測量信號傳輸給診斷盒。x軸和y軸的加速度用于確定基準面，z軸加速度以及與z軸的夾角用于判定膝跳反射強度。傳感器用第一藍牙通訊模塊將采集到的信號實時傳輸到微處理器。

(2)診斷盒包含微處理器、8個led燈、第二藍牙通訊模塊，采用usb供電。微處理器用于處理第二藍牙通訊模塊接收到的加速度和角度數據，并通過程序算法實現膝跳反射強度的判斷，通過8個led亮燈的數目顯示診斷狀態(tài)。

(3)程序算法包括以下內容：

1)自檢單元：在傳感器打開，盒診斷盒通電后，進入自檢單元，若第一、第二藍牙通訊模塊連接正常，則控制8個led燈全亮，通過延時程序使2-8號燈持續(xù)2秒后熄滅，僅留1號燈亮表征開機狀態(tài)。若第一、第二藍牙通訊模塊連接失敗，則控制8號led燈閃爍，延時2秒后熄滅。自檢單元確保第一、第二藍牙通訊模塊和led燈運行正常。

2)基準面標定單元：傳感器綁在被測試者小腿上，通過比較前后兩次采集的x軸和y軸的加速度值，若兩次的差值小于給定的足夠小的值(設定為1％)，則認為傳感器未發(fā)生運動，此時可開始叩診過程；若兩次的差值大于1％，則認為傳感器正在運動，不進入叩診過程，直到傳感器不發(fā)生運動。基準面標定單元確保在傳感器綁在小腿上，且不發(fā)生運動時開始測試，消除人為誤動的影響。執(zhí)行流程如圖2所示。

3)強度判定單元：在采集過程中，利用傳感器實時采集到的z軸加速度的值az(已根據重力加速度g歸一)減去重力加速度在z軸的分量，得到被測試者小腿動作方向的加速度值azx，即：

azx＝az-cosθz

根據azx的大小，判定膝跳反射的強度，同時顯示led燈亮的個數。理論上，若膝跳反射越強，則azx的值越大，此時控制led燈亮的個數越多。

在本實施例中，通過小樣本測試，初步設置azx<0.15時，不亮燈；0.15≤azx<0.3時，3號led燈亮；0.3≤azx<0.9時，3、5號led燈亮；azx>0.9時，3、5、7號led燈亮。分別對應很弱、弱、中、強四個等級。執(zhí)行流程圖3所示。

采用上述膝跳反射強度測試儀進行診斷的步驟為：

1)將傳感器綁在被測試者小腿上，并打開傳感器開關；

2)將診斷盒利用usb通電；

3)確認傳感器與診斷盒連接成功，且“啟動”燈長亮時，準備診斷叩擊；

4)根據診斷盒面板顯示的強弱程度判定膝跳反射強度；

5)完成一次診斷后，若要重復多次診斷，可直接進行，否則關閉診斷盒電源即可；

6)完成診斷后將診斷盒斷電；

7)取下傳感器并關閉傳感器開關。

綜上所述，膝跳反射電子測試儀運行總流程如圖4所示，首先啟動傳感器2，并將傳感器2通過綁帶205和尼龍搭扣206綁在被測試者小腿部。然后將診斷盒1通過usb供電口102供電啟動，啟動時led燈7號燈亮，8號燈閃爍。7、8號燈熄滅后，診斷盒開始運行自檢單元，1～8號燈全亮，2～8號延時后熄滅，1號燈會持續(xù)點亮以表征開機狀態(tài)。若led燈和第一、第二藍牙通訊模塊沒有故障，則進行正式的膝跳反射測試。

醫(yī)生用叩診錘敲擊患者的膝蓋，傳感器2將實時采集到的az與θz值通過第二藍牙通訊模塊203傳送到診斷盒1的第一藍牙通訊模塊103，診斷盒1進行數據處理計算得出azx，根據azx值大小判斷和控制led燈101的通斷，醫(yī)生從led燈亮的數量判斷膝跳反應的強弱。

應當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬于現有技術。

雖然以上結合附圖描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域普通技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變形或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實質。本發(fā)明的范圍僅由所附權利要求書限定。