[發明專利]可穿戴和連接的步態分析系統

在審

• 申請號: 201680065562.1
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN109069066A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 黃名畯;許文曜
• 申請（專利權）人: 卡斯西部儲備大學;布法羅大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務所(普通合伙) 33239
• 代理人: 鄭洪成

本公開涉及用于分析從一個或多個可穿戴且連接的傳感器設備收集的數據中提取的步態、平衡或姿勢信息的系統和方法，所述傳感器設備內嵌有傳感器。嵌入的傳感器包括三軸加速度計、三軸陀螺儀和壓力傳感器陣列。由傳感器檢測到的傳感器數據可以由移動計算設備接收，移動計算設備可以分析傳感器數據以識別與傳感器數據內的步態、平衡或姿勢有關的模式；并且將基于統計/機器學習的分類應用于與步態、平衡或姿勢有關的模式，以向表征滑倒、絆倒和跌倒事件的風險的模式分配臨床參數。

相關申請

本申請要求2015年9月28日提交的題為“Portable Gait Lab：Preventing Work-Related Injuries in Construction，Wholesale and Retail Trade Workspaces UsingWearable Computer Technology(便攜式步態實驗室：使用可穿戴計算機技術防止建筑、批發和零售業工作場所中的與工作有關的傷害)”的美國臨時申請第62/233,832號的權益。出于所有目的，本臨時申請的全部內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及可穿戴和連接的步態分析系統，并且更具體地涉及用于分析從一個或多個可穿戴設備收集的數據中提取的步態、平衡或姿勢信息的系統和方法。

背景技術

包括步態、平衡和姿勢在內的行動特性各自取決于來自若干身體系統的協調和支持，包括視覺系統、聽覺系統、前庭系統、運動系統、感覺系統和其他更高級別的運動前系統中的一個或多個。一種或多種行動特性的紊亂可能在老年人中最常見；然而，這種紊亂也出現在少數兒童身上。傳統上，為了評估這些行動特性，要求受試者在臨床步態實驗室環境中進行測試。但是，臨床步態實驗室可能不適用于所有受試者。此外，這些測試缺乏移動性和便攜性，這可能會導致環境偏差問題，并且不能反映受試者的自然行為。

發明概述

根據一個方面，描述了非暫態計算機可讀介質。該非暫態計算機可讀介質可以包括當由處理資源執行時促進操作的執行的計算機可執行指令。操作包括：從嵌入在可穿戴設備內的傳感器接收傳感器數據；分析傳感器數據以識別與傳感器數據內的步態、平衡或姿勢有關的模式；以及對與步態、平衡或姿勢相關的模式應用基于統計學或機器學習的分類，以向表征滑倒、絆倒和跌倒(STF)事件風險的模式分配臨床參數。這些傳感器包括嵌入可穿戴設備內的三軸加速度計、三軸陀螺儀和壓力傳感器陣列。

根據另一方面，描述了一種系統。該系統可以包括根據短程通信協議進行通信的可穿戴設備和便攜式計算設備。可穿戴設備包括用于檢測數據的多個傳感器；電力管理單元，用于設定所述多個傳感器的采樣率；以及數據交換單元，用于根據所述短程通信協議將包括所述數據的信號流式傳輸到便攜式計算設備，并且從所述便攜式計算設備接收數據。該便攜式計算設備包括：通信單元，用于接收根據短程通信協議進行流式傳輸的信號；存儲機器可讀指令的非暫態存儲器；以及執行機器可讀指令的處理器。在執行時，機器可讀指令使便攜式計算設備：分析數據以識別與數據內的步態、平衡或姿勢有關的模式；并對與步態、平衡或姿勢相關的模式應用基于統計學或機器學習的分類以向模式分配臨床參數。

根據另一方面，描述了一種方法。該方法的至少一部分動作可以由包括處理器(例如，處理核心、處理單元等)的系統來執行。該方法包括根據短程通信協議從傳感器接收包括傳感器數據的信號。這些傳感器包括嵌入可穿戴設備內的三軸加速度計、三軸陀螺儀和壓力傳感器陣列。可以分析傳感器數據以識別與量化數據內的步態、平衡或姿勢有關的模式。基于統計或機器學習的分類可以應用于與步態、平衡或姿勢有關的模式，以向模式分配臨床參數。可以基于滿足STF條件的臨床參數來確定滑倒、絆倒和跌倒(STF)事件的風險。

附圖說明

圖1示出了無線便攜式步態系統的實施例。

圖2示出了圖1中的無線便攜式步態系統的實施例。

圖3圖示了圖1中的可穿戴設備的示例配置。