[實(shí)用新型]步態(tài)分析裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520445771.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204839527U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 都吉良;李旻;李林;黃嘉麗;曾安;陳勇;江敘加;揭毅英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州一康醫(yī)療設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/11
• 分類號(hào): A61B5/11
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型步態(tài)分析裝置屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

步行是最普通的運(yùn)動(dòng)方式，人類的步態(tài)是一個(gè)周期性且可信賴的循環(huán)，它有基本的模式，通過(guò)步態(tài)可以評(píng)估肌肉骨骼系統(tǒng)的功能，步態(tài)可在很短的時(shí)間內(nèi)提供很多信息；而如此多的信息使觀察人員無(wú)法全部掌握。因此，將步態(tài)信息文件化的必要性促進(jìn)了步態(tài)分析儀的發(fā)展。

步態(tài)分析被用于對(duì)個(gè)體走路能力的評(píng)估，計(jì)劃，治療。其中步態(tài)分析是治療的基礎(chǔ)，對(duì)患者的姿態(tài)收集及運(yùn)動(dòng)學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)重建重塑等結(jié)合，以利于給出合理的治療方案和對(duì)應(yīng)的治療設(shè)備使用。

目前現(xiàn)有測(cè)量分析步態(tài)的方法有以下幾種：

1.足跡法：是使用肉眼觀察，做一些簡(jiǎn)單的時(shí)間空間記錄。在地上撒上石灰粉，讓待測(cè)者在撒有石灰粉的地面上行走同時(shí)記錄待測(cè)者行走的距離和時(shí)間。行走完成后觀察和測(cè)量撒有石灰粉地面上的腳印，從而得出步態(tài)分析的結(jié)果。這種方法存在很多明顯的缺陷，比如：準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)；需要耗費(fèi)大量人力；分析以主觀為主，準(zhǔn)確度較低；得到的數(shù)據(jù)較少；臨床報(bào)告手工填寫(xiě)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且容易出錯(cuò)。

2.視頻法：通過(guò)視頻設(shè)備（CCD攝像頭）將人體行走過(guò)程攝取下來(lái)，然后逐幀逐點(diǎn)的進(jìn)行點(diǎn)陣分析，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，受試者步態(tài)比較自然，但由于其分析定位主要依靠人工，對(duì)操作要求比較高，誤差比較大，而且只能進(jìn)行二維平面分析，三維空間分析的精確度得不到保證。

3.紅外光型：通過(guò)紅外攝像頭接受體表標(biāo)記點(diǎn)發(fā)射或者反射的紅外光線，并根據(jù)相應(yīng)的模型分析發(fā)，進(jìn)行三維重建，從而得出人體各部分的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，數(shù)據(jù)結(jié)果精確，操作簡(jiǎn)單快捷；缺點(diǎn)是對(duì)貼反光點(diǎn)的位置有要求，貼得不準(zhǔn)會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果；在測(cè)量過(guò)程中不能有異物擋在反光點(diǎn)和攝像頭之間，包括被測(cè)人員自身，所以被測(cè)人員旁邊不能有陪同或者攙扶人員。否則影響數(shù)據(jù)采集；對(duì)環(huán)境要求比較高，需要配備好一個(gè)面積較大的房間，攝像頭安裝好角度后，不能隨意變動(dòng)；價(jià)格昂貴，操作流程負(fù)責(zé)，多數(shù)在實(shí)驗(yàn)室使用，很少看見(jiàn)在臨床使用，在一定程度上限制了期推廣。

4.超聲波型：超聲波型的原理與紅外光型相似，由人體體表攜帶的超聲波發(fā)射探頭發(fā)出超聲波，經(jīng)周?chē)某暡ń邮仗筋^接受，根據(jù)一定的模型設(shè)置，進(jìn)行三維重建，得出人體的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格相對(duì)低廉，操作也相對(duì)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)也比較精確；但是超聲波容易反射，必須消除周?chē)矬w的干擾，對(duì)周?chē)h(huán)境要求較高，同時(shí)由于標(biāo)記點(diǎn)體積較大，人體體一次攜帶的標(biāo)記點(diǎn)數(shù)量有一定的限制，僅適宜進(jìn)行人體節(jié)段性分析。

本實(shí)用新型步態(tài)分析裝置針對(duì)缺陷，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的輸出數(shù)字化，解決人為主觀原因?qū)е碌恼`差，測(cè)量精準(zhǔn)，將測(cè)量結(jié)果與健康人的參考數(shù)據(jù)作對(duì)比，進(jìn)一步，對(duì)步態(tài)提出符合情況的治療訓(xùn)練。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供步態(tài)分析裝置。

步態(tài)分析裝置，包括傳感器、數(shù)據(jù)記錄儀、尼龍帶，傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸傳輸至數(shù)據(jù)記錄儀。

其中，所述的傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀分別通過(guò)尼龍帶固定在腳部和腰部。

數(shù)據(jù)傳輸方式為2.4G無(wú)線或藍(lán)牙。

傳感器記錄腳部X、Y、Z三個(gè)方向的加速度和速度其中X為步態(tài)前后方向，Y為步態(tài)左右方向，而Z為步態(tài)上下方向。

更進(jìn)一步，通過(guò)加速度a,可得速度V和位移S，具體換算如下：

速度VX==t*（an+an+1）/2；

速度VY==t*（an+an+1）/2；

速度VZ==t*（an+an+1）/2；

位移SX=t*（vn+vn+1）/2；

位移SY=t*（vn+vn+1）/2；

位移SZ=t*（vn+vn+1）/2；

其中t為時(shí)間，n為時(shí)間片，n為下一個(gè)時(shí)間片，而記錄數(shù)據(jù)間隔為10ms。

所述傳感器最優(yōu)選為慣性傳感器，由三軸加速度計(jì)和三軸陀螺儀兩部分構(gòu)成，三軸加速度計(jì)用于測(cè)量加速度，三軸陀螺儀用于測(cè)量角度。

本實(shí)用新型步態(tài)分析裝置，其創(chuàng)新點(diǎn)有：

1)測(cè)量精準(zhǔn),不存在主觀原因?qū)е碌恼`差；

2)具有將測(cè)量結(jié)果輸出實(shí)現(xiàn)數(shù)字化功能；

3)可將測(cè)量結(jié)果與健康人的參考數(shù)據(jù)作對(duì)比，進(jìn)一步，對(duì)步態(tài)提出符合情況的治療訓(xùn)練；

4)裝置簡(jiǎn)單方便攜帶及可走進(jìn)家庭式的醫(yī)療設(shè)備。

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)施例使用狀態(tài)參考圖

其中1、慣性傳感器；2、數(shù)據(jù)記錄儀；3、尼龍帶；31、尼龍帶。