[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)平衡障礙量化評(píng)估方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010033833.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111134670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李修寒;吳小玲;王偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京醫(yī)科大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/0488
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/0488;A61B5/11;A61B5/103;A61B5/00;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 蔣真

本發(fā)明涉及平衡障礙評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)平衡障礙量化評(píng)估方法及系統(tǒng)。其方法包括如下步驟：采集獲取下肢平衡多模態(tài)參數(shù)；將平衡障礙分級(jí)分為四級(jí)；將采集的平衡多模態(tài)參數(shù)按照平衡障礙分級(jí)類(lèi)別分別標(biāo)注；抽取訓(xùn)練集；訓(xùn)練集分別進(jìn)行訓(xùn)練。該基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)平衡障礙評(píng)估方法及系統(tǒng)中，利用動(dòng)態(tài)捕捉器采集到步態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，利用足底壓力傳感器獲取步態(tài)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，利用肌電信號(hào)采集設(shè)備得到下肢運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)，明確等級(jí)的多模態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類(lèi)訓(xùn)練，測(cè)試時(shí)，把對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)訓(xùn)練結(jié)果文件進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)，完成量化評(píng)估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平衡障礙評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)平衡障礙量化評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前臨床醫(yī)學(xué)中常見(jiàn)的用于平衡能力評(píng)定的量表法包括Berg量表、站立—行走測(cè)試、摔倒風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和Tinetti量表等。Berg量表主要包括14項(xiàng)測(cè)試，每一項(xiàng)測(cè)試有0-4分五個(gè)評(píng)分等級(jí)，滿分為56分。Berg量表的分?jǐn)?shù)越高，就代表受試者的平衡能力越好。但采用Berg量表對(duì)平衡障礙進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要參考的測(cè)試眾多，過(guò)程繁瑣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)量化評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)平衡障礙量化評(píng)估方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題的解決，本發(fā)明的目的之一在于，提供一種基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)平衡障礙量化評(píng)估方法，其方法包括如下步驟：

S1、采集獲取下肢平衡多模態(tài)參數(shù)；

S2、將平衡障礙分級(jí)分為四級(jí)，分別為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)；

S3、將采集的平衡多模態(tài)參數(shù)按照平衡障礙分級(jí)類(lèi)別分別標(biāo)注；

S4、抽取訓(xùn)練集，訓(xùn)練時(shí)將某類(lèi)樣本歸為一類(lèi),其余樣本歸為另一類(lèi)，共有四個(gè)訓(xùn)練集；

S5、使用這四個(gè)訓(xùn)練集分別進(jìn)行訓(xùn)練，然后的得到四個(gè)訓(xùn)練結(jié)果文件。

作為優(yōu)選，所述S1中，采集獲取下肢平衡多模態(tài)參數(shù)的方法包括肌電信號(hào)處理及特征提取方法、動(dòng)作捕捉特征提取方法和人體足底壓力中心特征提取方法。

作為優(yōu)選，所述肌電信號(hào)處理及特征提取方法包括如下步驟：

S1.1、利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行去基線、去噪；

S1.2、利用基本尺度熵來(lái)對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行特征提取(基本尺度熵具有近似熵抗噪聲干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并且由于采用了動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法，因此其計(jì)算復(fù)雜度較近似熵和樣本熵較小)。

肌電信號(hào)(EMG)是一種幅值不大于5毫伏的微弱信號(hào)，表面肌電信號(hào)(sEMG)信號(hào)噪聲干擾包括有：

電極附近肌群的串?dāng)_；

采集設(shè)備自身的干擾；

電源干擾、環(huán)境干擾等。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)作捕捉特征提取方法包括如下步驟：

S2.1、利用動(dòng)作捕捉系統(tǒng)(多點(diǎn))獲得人體相應(yīng)節(jié)點(diǎn)三維坐標(biāo)；

S2.2、對(duì)關(guān)鍵部位的三維坐標(biāo)進(jìn)行一階特征、二階特征的推導(dǎo)。

作為優(yōu)選，所述人體足底壓力中心特征提取方法包括如下步驟：

S3.1、軌跡面積計(jì)算，軌跡面積指的是在一次實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，壓力中心所覆蓋的區(qū)域面積，因?yàn)檐壽E面積能夠反映身體的擺動(dòng)范圍，所以是一種常見(jiàn)的評(píng)價(jià)平衡能力的特征；