基于足底压力的糖尿病足早期诊断系统的研究-论文-万方医学网

基于足底压力的糖尿病足早期诊断系统的研究

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摘要随着社会的发展，越来越多的人患有糖尿病，而糖尿病溃疡足是糖尿病最为严重的并发症，大约六分之一的糖尿病患者患有足溃疡，严重的糖尿病足溃疡甚至需要截肢。引发糖尿病足的主要诱因是周围神经病变和周围血管病变，这导致足底对触觉、痛觉、温度觉等感觉反应迟钝甚至缺失，从而造成足底压力分布异常。目前国内关于足底压力定量研究主要使用测力板，该设备价格昂贵，体积庞大且对实验环境要求高，这给糖尿病患者足底压力的检测和溃疡足的监测带来了麻烦。因此设计一个能实时检测足底压力，并为糖尿病足的早期诊断提供依据的系统，具有重大的意义。<br>　　本文提出使用薄膜压电传感器（FSR）和加速度传感器设计一款可实时采集足底压力信息并对糖尿病足进行早期预测的系统。该系统由下位机数据采集装置和上位机数据分析软件两部分组成。下位机以 MCU(stm32)为核心控制器，整合足底压力检测模块、姿态识别模块、电源等单元电路。使用蓝牙芯片CC2540作为中间枢纽，实现数据无线传输。上位机由PC端和手机端组成，实现数据接收、存储和预测功能。<br>　　本文采集了 37 组被试者足底压力信息和姿态信息，对数据进行分析。对比不同姿态下加速度特征，提出基于阈值的姿态识别算法，用于区分平缓行走和非平缓行走。本文还分析平缓行走状态下，不同程度周围神经病变患者足底压力的变化特征和统计特性，提出基于BP神经网络的糖尿病足早期诊断算法。经实验证明，本文提出的系统对糖尿病足预测的准确性达到85.20%。<br>　　本文开发的基于足底压力的糖尿病足早期诊断系统具有体积小，便携，操作简单等特点，实现了从数据采集、传输、存储到足底压力分析的全过程，也为课题后续进一步研究糖尿病足溃疡患者足底压力分析打下来基础。