[發(fā)明專利]一種手部運動功能評估裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010540913.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111657956A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/00;A61B5/22
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

1.一種手部運動功能評估裝置，其特征在于，包括固定支架(1)以及設(shè)置于所述固定支架(1)上的萬向節(jié)連接器(2)，所述萬向節(jié)連接器(2)遠離所述固定支架(2)的一端連接有指套(5)，所述指套(5)與所述萬向節(jié)連接器(2)支架設(shè)有拉力傳感器(3)，所述指套(5)內(nèi)設(shè)有慣性傳感器(6)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手部運動功能評估裝置，其特征在于，所述萬向節(jié)連接器(2)設(shè)有五個，且五個所述萬向節(jié)連接器(2)與手指配合布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手部運動功能評估裝置，其特征在于，所述拉力傳感器(3)與指套(5)之間設(shè)有彈簧(4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手部運動功能評估裝置及方法，其特征在于，所述指套(5)與所述拉力傳感器(3)可拆卸連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手部運動功能評估裝置及方法，其特征在于，所述固定支架(1)上設(shè)有與所述拉力傳感器(3)、慣性傳感器(6)信號連通的主控電路(7)。

6.用于權(quán)利要求1-5任意一項所述的一種手部運動功能評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、患者手指插入所述指套(5)并進行手部整體功能檢驗和手部單項功能檢驗；

S2、獲取參數(shù)，在患者進行手部整體功能檢驗和手部單項功能檢驗的過程中，通過拉力傳感器(3)、慣性傳感器(6)分別獲取患者手部整體功能檢驗和手部單項功能檢驗過程中的運動學參數(shù)和動力學參數(shù)；

S3、數(shù)據(jù)處理，通過主控電路(7)對S2中獲取的參數(shù)進行處理，并獲得患者手部整體功能指標和手部單項功能指標；

S4、將步驟S3中的患者手部整體功能指標與手部單項功能指標輸入手部功能評估函數(shù)并輸出手部評估結(jié)果；

所述整體功能指標包括抓握功能，所述單項功能指標包括捏力、指顫、指頻；

所述手部功能評估函數(shù)為：Score＝A*抓握功能+B*捏力+C*指頻+D*指顫，其中A、B、C、D為權(quán)重系數(shù)，且A+B+C+D＝1。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種手部運動功能評估方法，其特征在于，所述手部整體功能檢驗為抓握指套(5)，所述手部單項固定檢驗為捏指套(5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種手部運動功能評估方法，其特征在于，所述動力學參數(shù)包括終止拉力，所述運動學參數(shù)包括初始加速度、平均速度、終止彎曲角度。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種手部運動功能評估方法，其特征在于，所述S2中拉力傳感器(3)、慣性傳感器(6)的采樣頻率為100Hz，采樣參數(shù)包括拉力、加速度、角速度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種手部運動功能評估方法，其特征在于，所述S3包括以下步驟：

S3.1、對步驟S2中獲取的參數(shù)進行五點均值濾波處理，獲得20Hz的有效參數(shù)；

S3.2、通過S3.1中的有效參數(shù)計算終止拉力、初始加速度、平均速度、終止彎曲角度、捏力、指顫、指頻；

S3.3、根據(jù)終止拉力、初始加速度、平均速度、終止彎曲角度建立四個輸入、三個輸出的雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，第一層神經(jīng)元數(shù)大于四個，第二層神經(jīng)元數(shù)為三個，根據(jù)上述的實驗數(shù)據(jù)，進行參數(shù)訓練，完成模型構(gòu)建,判斷手部整體功能并得出手部整體功能指標，并定義輸出[0 0 0]為優(yōu)、[1 00]為良、[1 1 0]為合格、[0 1 0]為略差、[0 0 1]為差。