[發明專利]步態分析及跌倒評估系統

有效

• 申請號: 201710055109.9
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN108338790B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 劉慶凱;閆松華;王啟寧
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 萬學堂;王大偉

1.一種人體步態評估系統，包括九軸慣性傳感器、信號傳輸單元以及評估單元，其特征在于：所述九軸慣性傳感器包括三軸線加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁場計，該慣性傳感器能夠佩戴在被測者身上，并按照一定時間間隔測量而獲得多個數據；所述信號傳輸單元將該多個數據傳輸給評估單元；所述評估單元對坐標系中的所述數據進行處理，其中，坐標系的X軸正向指向人體右方，Y軸正向指向人體上方，Z軸正向指向人體后退方向，坐標系為右手坐標系；

并定義評價指標FD1＝AccR/AccL，其中，將數值0的X軸加速度數值累加得右向加速度累加值，記為AccR；將數值0的X軸加速度數值累加得左向加速度累加值，該左向加速度累加值的絕對值記為AccL；FD1用于評價步態時人體軀干左右施力的對稱性；

定義評價指標FD2＝AngR/AngL，其中，將數值0的Y軸角速度數值累加得右向角速度累加值，記為AngR；將數值0的Y軸角速度數值累加得左向角速度累加值，該左向角速度累加值的絕對值記為AngL；FD2用于評價步態時人體軀干左右旋轉的對稱性；

定義評價指標FD3＝AccXZ×AngV，將XZ平面上線加速度的數值大小記為AccXZ，人體軀干與垂直軸的夾角記為AngV，求出FD3的最大值，根據最大值對應的線加速度方向判斷跌倒風險最高的方向；

所述慣性傳感器按照一定時間間隔測量而獲得的多個數據是在被測者以正常步速在平地上直線行走10-50步內的數據。

2.如權利要求1所述的人體步態評估系統，其特征在于：所述慣性傳感器數據更新頻率為50HZ以上，線加速度范圍為-6到6g，陀螺儀測量范圍0到1200deg/s，分辨率0.05度，且該慣性傳感器內置充電電池。

3.如權利要求2所述的人體步態評估系統，其特征在于：所述信號傳輸單元采用藍牙或ZigBee無線傳輸方式。

4.如權利要求3所述的人體步態評估系統，其特征在于：所述九軸慣性傳感器能夠佩戴在腦癱患者的軀干上。

5.如權利要求4所述的人體步態評估系統，其特征在于：當FD1、FD2中任一個的值遠大于1或遠小于1時，提示步態對稱性越差。

6.如權利要求4所述的人體步態評估系統，其特征在于：當FD1、FD2中任一個的值遠大于2或小于0.5時，提示步態對稱性越差。

7.如權利要求5或6所述的人體步態評估系統，其特征在于：所述評估單元包括顯示屏，用于顯示FD1、FD2和FD3的值以及提示步態信息和跌倒風險程度。