[發明專利]步態訓練矯正儀測量系統的限距模式步態數據分析方法

有效

• 申請號: 201310544343.X
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103536294A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 應佳偉;錢增友;張金輝;張紅偉
• 申請（專利權）人: 杭州共遠科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 冉國政

技術領域

本發明涉及人體步態數據分析，尤其是一種步態訓練矯正儀測量系統的限距模式步態數據分析方法。

背景技術

這些年來由于急性腦血管病所致的偏癱患者和由于外傷性精髓損傷所致的偏癱患者越來越多，而這些病癥給患者造成了正常人難以想象的精神和肉體痛苦，并且存在步態異常現象。步態是人體結構與功能、運動調節系統、行為及心理活動在行走時的外在表現，其中某個系統或某些方面的功能障礙，都可引起步態異常。人體步態分析是研究人體步行規律的檢查方法，通過分析人體的步長、步幅、步速、步頻、步寬、足偏角、步行周期等步態特征，可以揭示人體步態異常的關鍵環節、影響因素、功能等等，也可以幫助醫生判斷引起病理步態的原因、指導醫生制定準確的治療方案、檢測病人在治療過程中的恢復情況。

傳統的步態數據分析方法非常簡單，通過收集利用卷尺、秒表、量角器等測量工具以及能留下足印的相應物品測得的步距，來粗略推算步速、步頻等數據，分析的步態特征較少、效率較低、且分析的準確性也較差。

專利號為ZL201220603249.8的中國實用新型，公開了一種《基于步態訓練矯正儀的測量系統》，它徹底改變了傳統的利用卷尺、秒表、量角器等測量工具對步態數據進行測量的落后現狀。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種步態訓練矯正儀測量系統的限距模式步態數據分析方法，能快速、準確的分析待測人體的步態數據，為制備醫療器具、康復器具提供可靠依據，也可以幫助醫生為判斷步態表現、制定康復方案提供準確依據。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

一種步態訓練矯正儀測量系統的限距模式步態數據分析方法，所述步態訓練矯正儀測量系統包括：步態訓練矯正儀和主機，所述步態訓練矯正儀包括：終端機以及與所述終端機連接的慣性傳感器，步態訓練矯正儀與所述主機無線連接，包括如下步驟：

步驟一：將慣性傳感器固定在待測人體的小腿或大腿的正前部，使腿部擺動方向與慣性傳感器感應面垂直相切，用于感應待測人體行走時小腿或大腿的重力傳感值；

步驟二：所述終端機采集慣性傳感器的重力傳感值數據；

步驟三：終端機通過無線通訊模塊將重力傳感值數據發送至主機；

步驟四：主機讀取重力傳感值數據和預設的待測人體限定的行走距離；

步驟五：通過重力傳感值推算待測人體步態參數

a.通過重力傳感值推算出待測人體腿部角度的變化：

g=A+K*COS(θ)，其中θ為腿部角度，g為重力傳感值，A,K為常數；

b.待測人體在行走過程中，隨著腿部周期性擺動，重力傳感值呈“大→小→大”周期性的變化，每個周期選取以下關鍵標記點：

標記點N11為傳感值開始連續上升，即擺動相開始時間點，

標記點N12為慣性傳感值大于脈沖觸發關閉閥值的時間點，

標記點N13為最大傳感值時間點，

標記點N14為傳感值低于脈沖觸發開啟閥值的時間點，

標記點N15為傳感值低于站立狀態傳感值的時間點，

標記點N21為下一個周期傳感值開始連續上升的擺動相開始點，

……

標記點N7為結束步行點，即開始長時間站立的時間點，

則：

總步數：統計波峰和波谷數量，可以得到步數

總步行時間：標記點N11至N7之間的時間

步頻：總步數/總步行時間

步行周期：標記點N11至標記點N21為完整的一個步行周期，步行周期為p=(N21-N11)

平均步行周期：總步行時間/總步數

步行速度：限定距離除以總步行時間

步長：步行速度*步行周期

平均步長：總距離/總步數

擺動相：標記點N11至N15為該步擺動相

平均擺動相：每一步擺動相之和除以總步數

站立相：標記點N15至N21為該步站立相

平均站立相：每一步站立相之和除以總步數；

步驟六：保存處理結果數據至主機的數據庫中。

在所述步驟五進行之前，所述主機對原始數據進行過濾，消除干擾信號。