[發(fā)明專利]一種基于Microsoft Kinect的腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110708581.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN113409913A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃富表;劉靜婭;方蕊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃富表
• 主分類號(hào): G16H20/30
• 分類號(hào): G16H20/30;G06K9/00;A61B5/11
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明利用Microsoft Kinect 2.0的骨骼追蹤技術(shù)和深度圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合基于Brunnstrom上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定表的卒中后患者功能評(píng)定技術(shù)，提供了一種即使康復(fù)醫(yī)生和治療師缺席的情況下，也能夠判定卒中后偏癱患者上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)階段的評(píng)定方法。該評(píng)定方法的具體流程包括：1）初始定義：建立人體空間坐標(biāo)系，調(diào)用評(píng)定動(dòng)作相關(guān)的關(guān)節(jié)點(diǎn)參數(shù)定義，并初始化各參數(shù)值、設(shè)置基本姿勢(shì)的條件算法；2）動(dòng)作執(zhí)行：偏癱患者在屏幕中文字、圖像及聲音的指導(dǎo)下執(zhí)行評(píng)定動(dòng)作；3）數(shù)據(jù)采集：利用安裝在治療室的Kinect攝像頭獲取患者人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息；4）數(shù)據(jù)分析：通過(guò)動(dòng)作算法將評(píng)定動(dòng)作分解，對(duì)獲取到的關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)按流程進(jìn)行計(jì)算分析，判斷患者動(dòng)作執(zhí)行的充分程度；5）結(jié)果統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)患者各項(xiàng)評(píng)定動(dòng)作完成情況，確定患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)階段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人機(jī)交互技術(shù)和康復(fù)評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MicrosoftKinect 2.0的腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)階段的評(píng)定方法。

背景技術(shù)

我國(guó)腦卒中的發(fā)病率、患病率逐年上升，發(fā)病年齡呈下降趨勢(shì)。同時(shí)伴隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，腦卒中患者的死亡率逐步下降，造成殘疾的比率和殘疾的人數(shù)不斷增加。減輕患者的功能障礙，幫助患者重新回歸到家庭和社會(huì)需要康復(fù)治療的介入。康復(fù)評(píng)定是康復(fù)治療的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)腦卒中患者進(jìn)行上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定，可以確定患者上肢的運(yùn)動(dòng)障礙程度、指導(dǎo)康復(fù)治療項(xiàng)目和訓(xùn)練計(jì)劃的制定。在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后的地區(qū)，康復(fù)專業(yè)人員的數(shù)量遠(yuǎn)不足以服務(wù)當(dāng)?shù)氐臍埣踩耍X卒中患者常得不到及時(shí)、準(zhǔn)確的功能評(píng)定，影響其后續(xù)的康復(fù)治療。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)針對(duì)腦卒中偏癱患者的上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定，仍主要以康復(fù)治療師主導(dǎo)的人工評(píng)定為主。在評(píng)定過(guò)程中，治療師與患者的身體接觸及他對(duì)患者心理狀態(tài)的干擾，都會(huì)導(dǎo)致大腦運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的產(chǎn)生過(guò)程發(fā)生改變，最終影響患者在評(píng)定過(guò)程中的表現(xiàn)，造成評(píng)價(jià)結(jié)果的不準(zhǔn)。同時(shí)，人工評(píng)定的主觀性較強(qiáng)，在康復(fù)過(guò)程中常需要保證由同一位治療師對(duì)患者進(jìn)行評(píng)價(jià)。

MicrosoftKinect是一種體感設(shè)備，利用骨骼跟蹤技術(shù)和基于環(huán)境的深度圖像數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的跟蹤，主要用于捕捉三維空間中患者的運(yùn)動(dòng)，獲取患者執(zhí)行評(píng)定動(dòng)作過(guò)程中人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種即使康復(fù)醫(yī)生和治療師缺席的情況下，也能夠判定卒中后偏癱患者上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)階段的評(píng)定方法。利用MicrosoftKinect 2.0獲取患者執(zhí)行評(píng)定動(dòng)作時(shí)人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，通過(guò)動(dòng)作算法將評(píng)定動(dòng)作分解，對(duì)獲取到的關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)按流程進(jìn)行計(jì)算分析，判斷患者動(dòng)作執(zhí)行的充分程度，最后統(tǒng)計(jì)患者各項(xiàng)評(píng)定動(dòng)作的完成情況，確定患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)階段。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于Microsoft Kinect 2.0的腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定方法，包括以下步驟：

1）初始定義：建立人體空間坐標(biāo)系，調(diào)用評(píng)定動(dòng)作相關(guān)的關(guān)節(jié)點(diǎn)參數(shù)定義，并初始化各參數(shù)值、設(shè)置基本姿勢(shì)的條件算法；

2）動(dòng)作執(zhí)行：偏癱患者在屏幕中文字、圖像及聲音的指導(dǎo)下執(zhí)行評(píng)定動(dòng)作；

3）數(shù)據(jù)采集：利用安裝在治療室的Kinect攝像頭獲取患者人體關(guān)鍵點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息；

4）數(shù)據(jù)分析：通過(guò)動(dòng)作算法將評(píng)定動(dòng)作分解，對(duì)獲取到的關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)按流程進(jìn)行計(jì)算分析，判斷患者動(dòng)作執(zhí)行的充分程度；

5）結(jié)果統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)患者各項(xiàng)評(píng)定動(dòng)作完成情況，確定患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)階段。

進(jìn)一步，所述步驟1）中建立人體空間坐標(biāo)系：假設(shè)HEAD、NECK、SPINE SHOULDER、SPINE MID、SPINE BASE在一條直線上。以SPINE BASE骨骼坐標(biāo)點(diǎn)為（0，0），左右方向?yàn)椋╔），上下方向?yàn)椋╕），前后方向?yàn)椋╖）。向右、向上和向前為正值，向左、向下和向后為負(fù)值。進(jìn)一步，所述步驟1）評(píng)定動(dòng)作相關(guān)的關(guān)節(jié)點(diǎn)參數(shù)定義，直接調(diào)用Microsoft Kinect 2.0系統(tǒng)自帶的參數(shù)定義，具體為：