[發(fā)明專利]帕金森病人運動障礙量化及識別的可穿戴設(shè)備

有效

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• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111544006B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭亮;侯增廣;劉镕愷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 北京市恒有知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

本發(fā)明屬于慣性信號感知識別和帕金森智能醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種帕金森病人運動障礙量化及識別的可穿戴設(shè)備，旨在解決缺少可靠無創(chuàng)的可穿戴設(shè)備來準確地實現(xiàn)帕金森病人的運動障礙量化及識別的問題。本發(fā)明包括：通過穿戴于被測對象和健康者身體不同側(cè)的手腕慣性測量單元、腳踝慣性測量單元采集手腕運動信號、腳踝運動信號，并提取信號的特征；將提取的特征發(fā)送到輸出處理終端，通過預(yù)設(shè)的帕金森病人運動障礙量化及識別方法，獲取被測對象的病情程度并輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、容易操作、尺寸合適方便佩戴，功耗低，并且結(jié)合手腕與腳踝的運動信號，判斷結(jié)果準確可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于慣性信號感知識別和帕金森智能醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種帕金森病人運動障礙量化及識別的可穿戴設(shè)備。

背景技術(shù)

帕金森病(PD)是多發(fā)于老年人的神經(jīng)退行性疾病，作為一種典型的老年慢性疾病，帕金森病在老年人群中患病率成倍增加，所以關(guān)于帕金森的輔助治療不可忽視。帕金森病的主要臨床特征為運動障礙包括動作遲緩、手部震顫、肢體僵直和姿勢步態(tài)異常等。在臨床工作中，臨床醫(yī)師對PD患者的判斷主要依賴于主觀的臨床經(jīng)驗，難以提供客觀可靠的定量評價。

隨著慣性傳感器的可穿戴計算技術(shù)的發(fā)展，基于慣性傳感器以及智能終端的可穿戴設(shè)備已經(jīng)成為研究熱點之一，其中醫(yī)療設(shè)備是可穿戴設(shè)備最具前景的應(yīng)用領(lǐng)域之一。理想的可穿戴設(shè)備必須滿足操作簡單，成本低，適合日常臨床試驗的要求。此外，要求可穿戴設(shè)備提供的數(shù)據(jù)是可靠，準確和易于使用的。PD運動障礙定量評估方法有足跡分析，震顫分析，智能腳環(huán)等。足跡分析和震顫分析簡單易行，不受試驗場地限制，但其測量精度低，遠不能滿足現(xiàn)代運動評估要求。智能腳環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，但沒有考慮到身體其他部分可能存在的運動癥狀。由于人體運動監(jiān)測的復(fù)雜性和多樣性，基于慣性傳感器的帕金森檢測系統(tǒng)依舊面臨著許多技術(shù)問題，如何減小測量偏差是值得探究的問題。

總的來說，目前尚無可靠無創(chuàng)的針對帕金森病人運動障礙量化的可穿戴設(shè)備，能夠準確地實現(xiàn)帕金森病人的運動障礙量化及識別。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即缺少可靠無創(chuàng)的可穿戴設(shè)備來準確地實現(xiàn)帕金森病人的運動障礙量化及識別的問題，本發(fā)明提供了一種帕金森病人運動障礙量化及識別的可穿戴設(shè)備，該可穿戴設(shè)備包括運動信號測量模塊、數(shù)據(jù)處理終端；

所述運動信號測量模塊包括手腕慣性測量單元、腳踝慣性測量單元，用于獲取被測對象及健康者行走、站立、轉(zhuǎn)身時的手腕運動信號、腳踝運動信號，進行信號的特征提取并將提取的特征發(fā)送至數(shù)據(jù)處理終端；

所述數(shù)據(jù)處理終端基于所述提取的特征，通過預(yù)設(shè)的帕金森病人運動障礙量化及識別方法，獲取被測對象的病情程度并輸出。

在一些優(yōu)選的實施例中，所述手腕慣性測量單元的X軸指向手指方向；所述腳踝慣性測量單元的X軸指向腳趾方向；所述手腕慣性測量單元、腳踝慣性測量單元的X軸分別為其內(nèi)置的慣性傳感器的X軸。

在一些優(yōu)選的實施例中，所述手腕慣性測量單元、腳踝慣性測量單元分別設(shè)置于所述被測對象及健康者的身體不同側(cè)。

在一些優(yōu)選的實施例中，所述手腕慣性測量單元基于手腕運動信號提取的特征包括標準差、能量絕對值、運動信號最大值、分位數(shù)、慣性傳感器中陀螺儀Y軸和Z軸的交叉過零點；所述腳踝慣性測量單元基于腳踝運動信號提取的特征包括分位數(shù)、運動信號最大值。

在一些優(yōu)選的實施例中，所述腳踝慣性測量單元設(shè)置有一個低功耗藍牙通訊模塊，用于將提取的腳踝特征發(fā)送至所述手腕慣性測量單元。

在一些優(yōu)選的實施例中，所述手腕慣性測量單元設(shè)置有兩個低功耗藍牙通訊模塊，分別用于接收腳踝慣性測量單元發(fā)送的特征以及將手腕和腳踝的特征發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理終端。

在一些優(yōu)選的實施例中，所述預(yù)設(shè)的帕金森病人運動障礙量化及識別方法為：