[發(fā)明專利]一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910184851.5
• 申請(qǐng)日: 2009-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN101692977A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周旭;孫怡寧;戚功美;楊先軍;潘磊;孫向陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/11
• 分類號(hào): A61B5/11;A61B5/0205
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，包括由高速影像采集單元、多套步態(tài)觸覺信息測(cè)試單元的級(jí)聯(lián)、表面肌電采集單元、加速度/角度測(cè)試單元、心率/脈搏測(cè)試單元集成的生物力學(xué)測(cè)試通道，其特征在于：在一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，各單元經(jīng)以太網(wǎng)接口連接，經(jīng)過(guò)時(shí)鐘服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各單元測(cè)量生物特征參數(shù)的時(shí)域精確同步，集成各單元設(shè)備配置成綜合測(cè)試平臺(tái)；計(jì)算機(jī)中集成所有數(shù)據(jù)，提取運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、生理學(xué)綜合信息，建立綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫(kù)；計(jì)算機(jī)中集成有上述的數(shù)據(jù)的分析軟件；

所述高速影像采集單元集成多個(gè)高速攝像頭組成高速影像采集分析裝置，實(shí)現(xiàn)人體末端、軀干、質(zhì)心特征部位的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息檢測(cè)，與各其它單元同步采集的人體步態(tài)觸覺信息、表面肌電信息和加速度、角速度信息進(jìn)行比對(duì)分析，揭示人體動(dòng)作外形與內(nèi)部受力之間的關(guān)聯(lián)性；

所述的步態(tài)觸覺信息測(cè)試單元包括多維測(cè)力平臺(tái)；多維測(cè)力平臺(tái)具有與之一體化的柔性陣列化傳感器、基于FPGA架構(gòu)的同步采集多維測(cè)力平臺(tái)信號(hào)和壓力分布柔性陣列化傳感器信號(hào)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大容量數(shù)據(jù)緩存、通信接口協(xié)議、時(shí)鐘同步協(xié)議；多個(gè)多維測(cè)力平臺(tái)依次級(jí)聯(lián)構(gòu)成步態(tài)特征測(cè)試通道，用于完整獲取一個(gè)人正常周步的地面反作用力信息、足底與地面的接觸特征動(dòng)力學(xué)信息，足弓/步相角生理特征信息，步頻/步距/速度/加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)信息；

所述表面肌電采集單元用于人運(yùn)動(dòng)過(guò)程相關(guān)肌群的生物電信號(hào)檢測(cè)和時(shí)頻域分析，為動(dòng)作分析、運(yùn)動(dòng)評(píng)估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支持；

所述加速度/角度測(cè)試單元采用加速度與角速度傳感器，用于運(yùn)動(dòng)過(guò)程人體各部位的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)節(jié)奏運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)；

所述心率/脈搏測(cè)試單元監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，心率/脈搏的變化情況，對(duì)同一個(gè)體在不同身體機(jī)能、能量消耗和代謝水平情況下的人體力學(xué)特征與行為特征分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，也為動(dòng)態(tài)心肺能力評(píng)估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支持。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的各單元內(nèi)部采用CAN或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式對(duì)外通過(guò)高速以太網(wǎng)接口傳輸指令和數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的各單元設(shè)備配置自主分析軟件和人機(jī)接口，作為獨(dú)立的分析儀器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述步態(tài)觸覺信息測(cè)試單元中柔性陣列化傳感器的點(diǎn)陣間隔為0.6*0.6厘米；點(diǎn)陣數(shù)為96*64。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：包括有5套步態(tài)觸覺信息測(cè)試單元，各步態(tài)觸覺信息單元級(jí)聯(lián)構(gòu)成測(cè)試平臺(tái)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：所述的步態(tài)觸覺信息測(cè)試單元采用多功能力學(xué)傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)對(duì)所述陣列化傳感器進(jìn)行自動(dòng)逐點(diǎn)標(biāo)定，以提高檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)大面積接觸力信息獲取。

7.一種基于權(quán)利要求1所述的多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)的多參數(shù)生物信息的測(cè)試方法，其特征在于：采用權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測(cè)試平臺(tái)，將表面肌電采集單元、加速度/角度測(cè)試單元、心率/脈搏測(cè)試單元佩帶在人體上，人體在多套步態(tài)觸覺信息測(cè)試單元的級(jí)聯(lián)后、多個(gè)多維測(cè)力平臺(tái)構(gòu)成的步態(tài)特征測(cè)試通道行走，并通過(guò)高速影像采集單元采集人體的動(dòng)作外形，采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)CAN或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式傳送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析；

計(jì)算機(jī)中集成的分析軟件對(duì)所有單元的同步數(shù)據(jù)有機(jī)集成，通過(guò)計(jì)算機(jī)的外接設(shè)備構(gòu)建人機(jī)界面，在計(jì)算機(jī)中建立人體的綜合運(yùn)動(dòng)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比性分析和關(guān)聯(lián)耦合性分析，提取人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的共性特征和個(gè)性特征數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)中集成的分析軟件具有統(tǒng)一的模板，可定制的采集模式和單元通道數(shù)選擇，在實(shí)現(xiàn)所有單元同步集成的基礎(chǔ)上，各單元獨(dú)立采集數(shù)據(jù)；集成分析軟件中建立人體綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫(kù)，為相關(guān)理論研究和應(yīng)用開發(fā)提供數(shù)據(jù)平臺(tái)；集成分析軟件中提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口，供第三方軟件使用；集成分析軟件中預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)文本數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口，獲取第三方儀器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。?