[發明專利]在線手指運動功能評測系統

在審

• 申請號: 201810597712.4
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108682450A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 劉艷紅;宋奇;任海川;岳宗曉;曹桂州
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G16H20/30
• 分類號: G16H20/30;G16H50/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種在線手指運動功能評測系統，包括手指運動參數采集模塊、手指運動參數處理模塊和手指運動功能評估模塊，可實時準確評測手指運動功能，克服了傳統手指運動功能評測技術要求高、費時費力等缺點。基于手指運動功能損傷評測標準，在人機交互界面中設計虛擬示教手指的一系列運動任務，引導受試者自主完成相應的手指動作；手指運動功能評估模塊判定手指動作的完成情況，自動給出手指運動功能損失等級，并將評測參數及報告保存，便于醫生與患者實時查詢與跟蹤。此系統經濟實用，方便快捷，評測結果客觀且可參考性高，便于推廣。

技術領域

本發明涉及手指運動功能評測領域，具體涉及一種基于多傳感器信息融合技術與虛擬仿真技術的在線手指運動功能評測系統。

背景技術

人手是與外界環境進行交互的重要器官，由手指和手掌構成，手指在完成各種精細活動中承擔著重要的作用，手指運動功能的損失，雖不會危及生命，但給患者的日常生活帶來了諸多不便。

手指運動功能評測是康復工作中的重要環節，以便根據評測結果選擇合理的康復方案，傳統的手指運動功能損失評測工作由專業評測醫師與患者一對一進行，患者在醫師的指導下完成一系列手指動作，醫師根據患者的完成情況，結合業內手指運動功能評測標準，為患者劃定手指運動功能損失等級。

傳統的手指運動功能評測工作費時費力，有經驗的專業評測人員在我國也相當匱乏，造成手指運動功能評測工作很難正常進行，康復訓練師在不充分了解患者手指運動功能損失的前提下，無法選擇合適的康復訓練方案，使訓練的效果大打折扣。

針對傳統手指運動功能損失評測工作的局限性，將多傳感器信息融合技術和虛擬仿真系統引入手指運動功能損失評測中去，構成在線手指運動功能評測系統，既緩解了我國醫療資源匱乏的壓力，又大大減輕了患者的醫療負擔，配合高可視化的人機交互界面，使得評測過程富有趣味性，激發患者主動參與性。

發明內容

本發明的目的是針對目前手指運動功能損失評測工作的局限性，提供一種在線手指運動功能評測系統，該系統結構簡單，操作簡便，經濟實用，便于推廣。

本發明的技術解決方案如下。

如圖1所示的在線手指運動功能評測系統，包括手指運動參數采集模塊(1-3)、手指運動參數處理模塊(4)、手指運動功能評估模塊(5)，能夠方便地評定手指運動功能損失等級。

如圖2所示的手指運動參數采集模塊的硬件結構是由基于接觸式測量的6軸姿態傳感器(1)、光學式測量的Leap Motion傳感器(2)和通信模塊(3)構成。

所述的6軸姿態傳感器和Leap Motion傳感器以接觸式與非接觸式測量方式同時采集手指運動數據，通信模塊將采集到的手指運動數據通過USB接口通信或無線通信發送至手指運動參數處理模塊。

所述的手指運動參數采集模塊可以同時采集五根手指指尖及各關節的角度、角速度和和角加速度等手指運動數據。

如圖2所示的手指運動參數處理模塊接收來自手指運動參數采集模塊的數據，并對數據進行濾波和融合，以此來減少采樣環節產生的干擾及誤差，使數據更加接近真實值。

所述的手指運動參數處理模塊將受試者手指運動數據處理后，以無線通信方式發送至手指運動功能評估模塊以供使用。

所述的手指運動功能評估模塊，其特征在于：由人機交互界面與參數分析模塊構成，能夠實時地模擬出手正常示教手指標準運動軌跡的動畫效果與受試者手指運動軌跡的動畫效果，并可對相關手指運動參數進行智能解析、反饋與評估。

所述的人機交互界面由提示欄、模擬動畫窗口和顯示欄構成，在手指運動功能評測時，可以引導患者完成手指運動評測任務，并實時地顯示手指運動的模擬動畫和參數信息。