新型肢体角度测量仪的物联化及计算软件研发

何泼 张启鹏 王怡彬 柯技

摘 要：在法医学活体检验鉴定中，关节活动障碍是关节出现外伤后一种非常常见的后遗症。以《人体损伤致残程度分级》为例，在该标准中，对于肢体残疾程度的评定，都涉及到关节功能丧失程度的计算。目前，我们已研发制作出用于专门测量关节活动度的“新型肢体角度测量仪”，它操作方便、测量准确，本项目是对其的进一步的升级，使其能够做到数据传输、程序计算，从而达到节约法医资源、减轻法医工作负担、降低法医工作强度，最终达到公正司法、维护公民合法权益的目的。

关键词：物联;关节功能;计算软件

在法医学活体检验鉴定中，关节部位的骨折或软组织损伤，常常会导致关节功能的破坏，能够反映关节功能破坏程度的指标就是关节功能丧失程度。目前，在法医的日常工作中，针对关节功能丧失程度的判断方法是通过量角器测量受伤关节的活动角度，再将所测角度数值代入相应的公式计算，最终，通过计算结果判断被鉴定人的损伤程度及伤残程度。本项目基于项目组成员前期研发的“新型肢体角度测量仪”，对该测量仪进行进一步的物联升级，并研发出相应的计算软件，通过在实际案件中的使用，发现产品能大大减轻法医工作量，减少纠纷。

1 物联网技术以及蓝牙模块技术

物联网，英文是：“Internet of Things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。自1991年美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授首次提出以来，物联网技术便成了科学界的热点问题，尤其是近几年来，随着计算机技术和无线网络技术的高速发展，物联网技术的发展可以说是日新月异。[1]不知不觉物联网已经逐渐进入到我们的生活，比如我们常用的智能手环、智能体重秤等。蓝牙技术主要特点是应用广泛、功耗低、易采用、抗干扰能力强且应用成本低。[2]项目组前期已完成“新型肢体角度测量仪”的设计与制作，产品已经形成成品，因此我们通过在前期研发的“新型肢体角度测量仪”上加装蓝牙模块，通过蓝牙模块将测量数据实时传输到接收设备上（如手机、电脑等），通过设备上对应的软件接收，使其实现数据实时传输、软件自动接收、数值精确计算的目的。

2 现有计算方法的缺点

我国现行的《人体损伤致残程度分级》及《人体损伤程度鉴定标准》中明确规定肢体关节功能评定依据：根据受损关节活动度大小及关节肌群肌力等级通过查询关节功能丧失程度表得出受损关节各方位功能丧失值，再将受损关节各方位功能丧失值累计求和后除以该关节活动方位数即可得出受损关节功能丧失值。[3、4]例如，被鉴定人左侧肢体肌力5级，左肘关节活动度（屈曲90度为中立位0度）：屈曲23度，伸展33度。通过查阅《人体损伤程度鉴定标准》[3]C.7.2肘关节功能丧失程度评定条款得知，其肘关节功能丧失程度（%）为：（40+50）÷2=45（%）。此种计算方法为查表手工计算，耗时耗力，且容易出现查表时看错行数，导致数据错误。

3 项目产品设计思路

3.1 新型肢体角度测量仪

新型肢体角度测量仪（图1）是我们前期已经研发制作出的产品，它具有能固定在人体关节处、电子读数的优点。但仍存在一些问题，即需将测得的受伤关节的活动度测量值代入相应的公式进行计算，最终得出关节功能丧失程度的百分比，以及关节功能丧失程度，依据关节功能丧失程度评定相应的伤残等级。原有产品不能实现数据直接传输，仍需法医手动记录，容易出現错误。

图1 新型肢体角度测量仪

3.2 设计与制作思路

在前期研发的测量仪上安装蓝牙模块，通过无线波将该测量仪上测得的数据传输到计算软件中，通过程序运算，将所得的关节活动角度数值换算成关节功能丧失程度的百分比数值，可直接得出关节功能丧失比例，并自动将比例进行比对（如功能丧失25%构成十级伤残，轻伤一级等），最终直接输出伤残等级情况，并可以选择打印存档，存档文件直接附在司法鉴定意见书附件中，这样可以最大限度的保证鉴定过程的完整性、鉴定数据的准确性，减轻法医的工作负担，维护司法公正。

3.3 关节功能丧失程度计算软件的设计原理

该程序开发基于C语言，主要原理为通过“if else”条件判断句选择关节活动度的范围。在通过数组q[]储存“关节功能丧失程度表”中的数据，然后根据用户需求输入肌力等级M（i）（i为变量 取值范围为0-5），输出在特定关节活动度范围内对应的值，最终输出结果。以肘关节为例，其活动方位为两个方向：屈曲及伸展，其功能丧失程度计算界面如图2所示：

图2 肘关节程序计算界面

3.4 产品的使用方法

将“新型肢体角度测量仪”固定在被鉴定人受伤关节处，通过推动被鉴定人的关节，得到被鉴定人的关节活动角度。蓝牙模块将所测得的数据传输到“关节功能丧失程度计算器”软件中。鉴定人输入计算变量，即可得出最终结果，并可将最终结果通过文档的形式输出打印存档。

4 产品在实际案例中的应用

案例一

被鉴定人严某，2017年11月2日凌晨0时左右，在武汉市某路附近步行时，被一辆小轿车撞伤。伤后导致：致左膝胫骨平台骨折、左膝内侧半月板后角撕裂（Ⅱ°）、左膝内侧副韧带损伤;左膝髌上囊及关节腔积液。使用“新型肢体角度测量仪”测量其膝关节活动度为：伸-15°（0°），屈 80°（135°），经关节功能丧失程度计算器软件计算，其膝关节功能丧失程度为60%，最终评定为九级伤残。

案例二

被鉴定人王某，2017年8月19日晚10时许，在湖北省潜江市某KTV门口被人砍伤双下肢。致：右侧胫腓骨下段粉碎性骨折，右胫前肌、踇长伸、趾长伸肌腱及跟腱断裂。现右踝关节大部分僵硬，各方位活动差，经关节功能丧失程度计算器软件计算其右踝关节功能丧失达80%，依据《人体损伤程度鉴定标准》相关条款规定，其损伤程度为重伤二级。

通过在实际案例中的使用，我们发现，加入蓝牙传输装置后的新型肢体角度测量仪，能将角度数据实时传输到计算软件中，通过程序计算，自动将关节活动角度换算成关节功能丧失百分比。测量、计算时间，由原来的20分钟，缩短为10分钟，大大提高了法医的工作效率，节省了鉴定报告的书写时间。

5 结语

“关节功能丧失程度计算器”是湖北省大学生创新训练计划项目及我院李昌钰杯大学生科技创新大赛入围项目。该项目是对“新型肢体角度测量仪”的物联化升级，通过物联网技术将检测仪与我们的项目进行连接，实现法医活体检验鉴定智能化，使其能够发挥出更大的作用，从而达到节约法医资源、减轻法医工作负担、降低法医工作强度的目的，最终达到公正司法、维护公民合法权益的目的。

参考文献：

[1]百度百科.物联网[EB/OL]（2019-03-15）[2019-03-25].https：//baike.baidu.com/item/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91/7306589？fr=aladdin

[2]百度百科.蓝牙[EB/OL]（2019-03-13）[2019-03-25].https：//baike.baidu.com/item/%E8%93%9D%E7%89%99/102670？fr=aladdin

[3]司法部司法鉴定管理局.《人体损伤程度鉴定标准适用指南》[M].第1版.北京：法律出版社，2013：121-134.

[4]司法部司法鉴定管理局，最高人民法院司法行政装备管理局.《人体损伤致残程度分级适用指南》[M].第1版.北京：法律出版社，2016：38-46.