本技术涉及骨折检测，具体涉及一种可穿戴柔性mfc薄膜传感设备及骨折风险预测系统。
背景技术：
1、骨质疏松性是一种常见的骨骼疾病，它会导致骨骼变脆和易碎，增加骨折的风险。骨质疏松性骨折对患者的生活质量和健康状况造成了严重影响。因此，开发一种能够实时监测和预测骨质疏松性骨折风险的系统对于早期干预和治疗至关重要。传统的骨质疏松性骨折风险预测方法通常包括以下几种：（1）骨密度检测：通过x射线、ct扫描或核磁共振成像等技术来测量骨骼的密度，从而评估骨质疏松程度，其中低骨密度通常被认为是骨折风险的一个重要指标。（2）临床风险因素评估：根据患者的临床资料和风险因素，如年龄、性别、家族史、饮食习惯、运动情况等，结合一些已知的风险评估工具（例如frax），来评估骨折的概率。（3）生物力学模型：利用生物力学模型，通过有限元分析等方法来模拟骨骼受力情况，从而评估骨骼的机械性能和承载能力。（4）血液生化指标：检测血液中的一些生化指标，如钙、磷、骨特异性蛋白等，来评估骨代谢情况，从而间接反映骨折风险。（5）骨质疏松性骨折风险评估方法和模型：通过收集大量的骨骼系统数据和骨折风险因素，建立骨质疏松性骨折风险评估的数学模型和算法。这些模型可以基于统计学、机器学习或深度学习等方法来预测骨折风险的概率。
2、这些传统方法在一定程度上可以评估骨折风险，但也存在一些局限性，包括：（1）骨密度检测的局限性：骨密度检测是常用的骨折风险评估方法之一，但它只能提供骨骼的密度信息，无法全面评估骨骼的力学性能和承载能力。此外，骨密度检测需要使用特殊设备（如x射线或ct扫描机），成本较高且需要专业技术支持。（2）临床风险因素评估的不足：临床风险因素评估方法基于患者的临床资料和风险因素，但其预测准确性有限。这些方法无法全面考虑个体差异和复杂的疾病机制，可能导致误诊或漏诊。（3）生物力学模型的限制：生物力学模型可以模拟骨骼的受力情况，但其建立和分析过程较为复杂，需要大量的计算和专业知识。此外，生物力学模型通常基于一些理想化的假设，无法完全反映真实生物体内的复杂情况。（4）血液生化指标的间接性：血液生化指标可以间接反映骨代谢情况，但其与骨折风险的关联性较弱。血液生化指标受多种因素的影响，如饮食、药物等，可能导致结果的不准确性。（5）缺乏实时监测和个体化特点：传统方法通常无法提供实时的监测能力，无法捕捉到骨骼风险的动态变化。
技术实现思路
1、本实用新型提出的一种可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，可解决上述背景技术中的问题。
2、为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
3、一种可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，包括下位机控制模块、电源模块、云端模块和前端采集模块，其中下位机控制模块包括传输接口电路、嵌入式控制电路模块、响应模块、显示模块和通信接口电路；电源模块包括电源接口电路、储能模块、充电控制电路和供电电源；云端模块包括云端监测服务器、通信接口电路和智能终端；前端采集模块包括可穿戴柔性mfc薄膜传感器模块、信号调理电路模块和声发射信号采集电路。
4、所述储能模块为锂电池；所述可穿戴柔性mfc薄膜传感器模块包括mfc传感器部分和柔性覆盖固定层；所述信号调理电路模块包括钳位电路、放大电路和滤波电路；所述智能终端为计算机或者平板或者手机；所述供电电源为太阳能充电板或者220v市电；所述响应模块为声和振动报警器，若监测系统判定被监测对象有发生骨质疏松性骨折分险，则会动作响应模块发生声音和振动提示信息。
5、所述可穿戴柔性mfc薄膜传感器模块与所述下位机控制模块电气连接，所述电源模块与所述下位机控制模块电气连接，所述电源模块为整个系统提供电能；所述通信接口电路与所述云端监测服务器通过4g/5g/wifi连接；所述钳位电路与所述放大电路电气连接，所述滤波电路与所述声发射信号采集电路电气连接。
6、进一步地，所述嵌入式控制电路模块为嵌入式arm开发电路；所述mfc传感器部分包括声学背衬层、mfc压电纤维复合薄膜传感器和声学耦合剂层。
7、进一步地，所述mfc传感器为压电纤维复合材料（mfc）构成的薄膜传感器，具备良好的柔性和适配性，可以与非规则骨骼肌肉组织结构密切贴合，提高声学信号耦合效率；所述声学耦合剂层为医用超声波耦合剂；所述柔性覆盖固定层为魔术扎带或者硅胶手环或者腕带或者松紧带；所述声学背衬层为柔性海绵或者聚乙烯发泡棉；所述柔性覆盖固定层用来穿戴固定所述可穿戴柔性mfc薄膜传感器模块于被测骨骼组织；所述声学背衬层用来将所述 mfc压电纤维复合薄膜传感器与柔性覆盖固定层贴合紧密，从而提高所述 mfc压电纤维复合薄膜传感器与待测骨骼组织的贴合紧密度。
8、所述可穿戴柔性mfc薄膜传感器模块选用的声学背衬层、mfc压电纤维复合薄膜传感器和声学耦合剂层均为柔性的，从而保证mfc压电纤维复合薄膜传感器与被测骨骼肌肉组织紧密贴合，提高声学信号耦合效率和性能，保证被监测骨骼中骨小梁发出的声发射信号能被有效采集，最终可以提高对骨质疏松性骨折分险预测的精度。
9、另一方面，本实用新型还公开一种骨质疏松性骨折风险预测系统，采用如上述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备该监测预测系统为实时在线采集系统，系统实时采集骨骼中骨小梁的声发射信号，并上传云端服务器进行骨质疏松性骨折风险的评估，并给出预测结果，预测结果实时在显示模块显示，并根据结果动作响应模块发出声和振动提示。
10、由上述技术方案可知，本实用新型的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备及骨质疏松性骨折风险监测预测系统，根据前端采集模块实时采集获得的骨骼中骨小梁断裂的声发射信号，并由下位机控制模块经4g/5g/wifi网络实时上传云端监测服务器，云端监测服务器根据设定的信号阈值对被测骨骼的骨质疏松性病理性骨折分险给出判断和预测结果，并将结果发送智能终端显示和位机控制模块的响应模块和显示模块，给出声和振动提示动作，通过这种方式，该装置可以提高骨质疏松性骨折分险评估和预测的准确性和可靠性。由于系统采用实时在线监测技术，故大大提高了骨质疏松性骨折分险监测的便携性和实效性，具有重要的现实意义和临床应用价值。
11、本实用新型的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备具有以下有益效果：
12、本实用新型的压电纤维复合材料（mfc）薄膜传感器是一种先进的薄片型执行器和传感器，提供高性能、高灵活性及高可靠性，具有优异的柔性和敏感性的传感器，其相对于传统方法具有更好的实时监测能力和个体化特点，能够更准确地评估骨折风险。这种传感器可以被集成到可穿戴设备中，以实时监测人体骨骼系统的压力和应变情况，并可结合算法和模型来预测骨折风险的概率。
13、具体包括以下优点：
14、1.实时监测能力：mfc传感器可以实时监测骨骼的力学变化，包括压力、应变和振动等，从而及时捕捉到骨骼受力情况的变化。与传统方法相比，mfc传感器能够提供更加精确和准确的数据，实时反映骨骼的健康状态。
15、2.柔性可穿戴性：mfc传感器采用柔性材料制成，可以与人体的皮肤接触并贴合，具有良好的可穿戴性和舒适性。患者可以长时间佩戴传感器，进行日常活动，无需额外的干预或操作。
16、3.个体化特点：mfc传感器可以根据个体的骨骼特征和需求进行定制，以适应不同人群的需求。传感器的位置和布局可以根据个体的骨折风险进行优化，提高预测的准确性和个性化。
17、4.非侵入性：mfc传感器无需进行手术或穿刺等侵入性操作，对患者没有任何伤害。通过简单地将传感器贴附在皮肤上，就可以获取骨骼的力学信息，避免了传统方法中需要进行复杂检测的过程。
18、5.低成本和便携性：相对于传统的骨密度检测设备或生物力学模型分析，mfc传感器的制造成本较低，而且体积小巧，便于携带和使用。
1.一种可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，包括下位机控制模块、电源模块、云端模块和前端采集模块，其特征在于，下位机控制模块包括分别与嵌入式控制电路模块通信连接的传输接口电路、响应模块、显示模块和通信接口电路；
2.根据权利要求1所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：所述mfc传感器部分包括声学背衬层、mfc压电纤维复合薄膜传感器和声学耦合剂层；
3.根据权利要求2所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：所述柔性覆盖固定层为魔术扎带或者硅胶手环或者腕带或者松紧带。
5.根据权利要求1所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：所述响应模块为声和振动报警器，若监测系统判定被监测对象有发生骨质疏松性骨折分险，则会动作响应模块发生声音和振动提示信息。
6.根据权利要求1所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：所述智能终端为计算机或者平板或者手机。
7.根据权利要求1所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备，其特征在于：
10.一种骨质疏松性骨折风险预测系统，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的可穿戴柔性mfc薄膜传感设备。
