[發明專利]一種基于水囊擾動的平衡能力測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202011559847.5
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112791356A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王立;馬英楠;高星
• 申請（專利權）人: 北京城市系統工程研究中心
• 主分類號: A63B26/00
• 分類號: A63B26/00
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 鄭雙根

本發明公開了一種基于水囊擾動的平衡能力測量裝置及測量方法，它包括上表面為柔性材質的水囊(1)，水囊(1)上方設有支撐板(2)，支撐板(2)內設置有傳感組件；所述水囊(1)上設置有用于注水、排水及給提供液體流動的水泵(3)；所述傳感組件與用于計算穩定性參數的上位機(4)相連。本發明是一種體積小、易于挪動的，擾動更易控制的平衡功能測量裝置。

技術領域

本發明涉及一種基于水囊擾動的平衡能力測量裝置及測量方法，屬于平衡能力檢測技術領域。

背景技術

老年人發生跌倒的主要原因之一就是平衡能力的下降，約53％的老年人跌倒是由于行走和站立的不平衡造成的。對人體特別是老年人群平衡功能的準確評估，有助于揭示老年人跌倒發生的內部機理，從而有針對性的進行干預。

目前對于平衡能力的評價方法可分為三種。①觀測法，即通過醫生的主觀觀測來對被試者的平衡能力進行評價，如著名的閉目直立試驗法(Romberg檢查法)；②量表法，根據被試完成不同運動任務的情況進行打分，也屬于主觀評測的方法，臨床常用的量表包括Berg平衡量表、Tinetti量表等；③客觀評價方法，主要通過傳感器測量人體保持姿態過程中不同運動學和動力學指標的變化情況，利用數據處理與統計分析手段，對人體平衡能力進行定量描述。客觀評價方法獲得的數據客觀準確，不受測試者主觀經驗的影響，逐漸取代了另外兩種平衡能力測試方法，成為目前的主流。隨著傳感器技術和醫療器械的不斷發展，國內外相關學者在運用采集到的人體數據進行平衡能力分析方面開展了大量的研究工作，也開發出了一些專用的測量設備。

人體在受到外部擾動情況下的平衡控制能力，被稱為非自主型動態平衡。如所處的支撐面發生變化、受到推力、拉力等情況下保持身體平衡能力的測量，比人體保持靜態姿勢時的平衡功能更能反映真實的情況。最直接的方法，就是通過改變支撐條件對人體施加擾動，測量人在不同支撐條件下的平衡控制水平。

使用機械裝置驅動支撐平臺側向移動和傾斜的方法，如CN103584869B。如通過在測力平臺上放置不同硬度、不同厚度的海綿；讓被試者站在裝滿綠豆或塑料球的布袋上；通過機械裝置驅動支撐平臺側向移動和傾斜等等。這一類設備平臺價格昂貴，機構笨重，不利于推廣應用。

采用氣囊作為支撐，如專利CN200995034Y，和機械裝置相比體積小巧。美國SporKAT公司開發的KoreBalance動態平衡儀，通過具有專利技術的壓力氣囊系統，通過改變支撐氣囊的壓力，使支撐面發生自主傾斜，結合交互式的圖形顯示方式，能夠的對測試者的動態平衡能力進行全面評估，被廣泛應用在科研單位和醫療場所。為氣囊充氣和放氣以改變氣囊的硬度，調節氣囊上托板的擾動。但是氣囊式平臺充放氣時間較長，單次測量耗時較多，沒有適用所有測試人員的統一的氣壓標準等。并且使用氣囊作為支撐壓縮性較大，所加擾動也不易控制。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于水囊擾動的平衡能力測量裝置及測量方法。本發明是一種體積小、易于挪動的，擾動更易控制的平衡功能測量裝置。

本發明的技術方案：一種基于水囊擾動的平衡能力測量裝置，其特點是:包括上表面為非彈性的柔性材質的水囊，水囊上方設有支撐板，支撐板內設置有傳感組件；所述水囊上設置有用于注水、排水及給提供液體流動的水泵；所述傳感組件與用于計算穩定性參數的上位機相連。水囊材料為柔軟硅膠，其中灌注液體，液體粘度可以調節。通過液體粘度的改變可以調節水囊的支撐力與擾動模式。

上述的基于水囊擾動的平衡能力測量裝置中，所述傳感組件包括均勻排布在支撐板上的陣列式壓力傳感器和設置在支撐板一側的姿態角傳感器；所述傳感組件與控制電路板相連，控制電路板上連接有供電電源。支撐板姿態角反應了水囊的擾動情況。陣列式壓力傳感器用于獲取人在不同站立姿態下的足底壓力分布數據。