[發(fā)明專利]一種基于新型冗余標記點集的運動功能評估方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210270870.5 | 申請日： | 2022-03-18 |
| 公開（公告）號： | CN114587345A | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發(fā)明（設計）人： | 蒯聲政;張睿;陳姿宇;顏濱;周文鈺;季潤;李文翠;朱偉民 | 申請（專利權(quán)）人： | 深圳市第二人民醫(yī)院（深圳市轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院） |
| 主分類號： | A61B5/11 | 分類號： | A61B5/11;A61B90/00 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 張換男 |
| 地址： | 518035 廣東省深圳市福*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 新型 冗余 標記 運動 功能 評估 方法 | ||
一種基于新型冗余標記點集的運動功能評估方法，涉及動作捕捉領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決運動功能評估方法還存在對標記點位置準確度要求高以及由于標記點過少造成的無法準確評估運動功能的問題。本發(fā)明包括：在受試者胸部第一、三、五、七、九、十一、十二椎體棘突處，腰部第一、二、三、四、五椎體棘突處、第一骶椎棘突處、骨盆、大腿、小腿、足皮膚上粘貼冗余光學標記點；捕捉受試者日?；顒又懈鞴鈱W標記點的空間坐標變化軌跡；去除脊柱椎體間固定脊柱節(jié)律約束，改用本發(fā)明的標記粘貼方法構(gòu)建驅(qū)動模型；利用空間坐標變化軌跡驅(qū)動模型，獲得脊柱、骨盆及下肢在不同日常活動中的關(guān)節(jié)運動角度。本發(fā)明可用于評估骨關(guān)節(jié)疾病的運動功能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及動作捕捉領(lǐng)域，特別涉及一種基于新型冗余標記點集的運動功能評估方法。
背景技術(shù)
運動捕捉與肌骨建模是最常見的用于人體運動特征評測的技術(shù)。目前廣泛用于體育表現(xiàn)的評估，骨科疾病的功能評估，電影動畫的制作等領(lǐng)域。其中，骨科疾病的功能量化評估是其在醫(yī)學中的最重要應用，具體過程主要是在評估對象的皮膚表面骨性標識位粘貼光學標記點(包括被動反光球和主動紅外發(fā)光器兩大類)，然后捕捉評估對象在日?；顒踊蛘咛囟▌幼飨碌墓鈱W標記點的空間坐標信息。隨后通過肌骨建模并通過特定的匹配方法，使運動中的標記點驅(qū)動肌骨模型完成日?；顒?，從而量化評估對象的關(guān)節(jié)運動，肌肉發(fā)力等特征參數(shù)。在整個分析過程中，不同應用場景下，采用的標記點粘貼方法(包括標記點數(shù)量和位置)存在較大差異。
目前，骨關(guān)節(jié)疾病的運動功能評估方法中主要采用的標記點粘貼方法為Plugin-Gait-Markerset(圖1)(包括數(shù)量和位置)，Plugin-Gait-Markerset是運動捕捉與肌骨建模分析過程中的標準標記點粘貼方法。該標記點粘貼方法最大的優(yōu)勢之一是實現(xiàn)了最少的標記點數(shù)量驅(qū)動肌骨模型(或其它模型)完成運動功能評估，簡化了評估過程，并且適用于絕大部分的應用場景。但是，由于標記點過少，在建模的過程中不得不進行關(guān)節(jié)運動模式的簡化(如，膝關(guān)節(jié)設計成單自由度，脊柱運動單元之間的相對運動采用固定節(jié)律)，從而導致對于大多數(shù)骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病的功能無法準確評估(如脊柱側(cè)彎)。此外，由于Plugin-Gait-Markersets中的每個標記點都有明確的驅(qū)動關(guān)節(jié)。因此，任何標記點的放置偏差都會造成較大的關(guān)節(jié)參數(shù)計算偏差。綜上所述，標準的標記點粘貼方法，在目前的動作捕捉和肌骨建模技術(shù)下還無法在骨關(guān)節(jié)疾病的運動功能評估中準確應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有運動功能評估方法還存在對放置標記點的位置準確度要求高以及由于標記點過少造成的無法準確評估運動功能的問題，而提出了一種基于新型冗余標記點集的運動功能評估方法。
一種基于新型冗余標記點集的運動功能評估方法，具體包括以下步驟：
步驟一、在受試者的皮膚表面粘貼光學標記點，具體位置為：
在受試者胸部的第一、三、五、七、九、十一、十二椎體棘突處的皮膚表面粘貼光學標記依次記為T1、T3、T5、T7、T9、T11、T12；
在受試者腰部的第一、二、三、四、五椎體棘突處的皮膚表面粘貼光學標記依次記為L1、L2、L3、L4、L5；
在受試者第一骶椎的棘突處的皮膚表面粘貼光學標記記為S1；
在骨盆位置的皮膚表面粘貼光學標記，包括以下位置：左側(cè)髂前上棘記為LASI，左側(cè)髂后上棘記為LPSI，左側(cè)髂嵴最高點記為LIC，右側(cè)髂前上棘記為RASI，右側(cè)髂后上棘記為RPSI，右側(cè)髂嵴最高點記為RIC；
在受試者大腿皮膚表面粘貼光學標記，包括以下位置：
左側(cè)大腿上粘貼光學標記點的位置包括：左側(cè)股骨外側(cè)髁記為LKNE_O，左側(cè)股骨內(nèi)側(cè)髁記為LKNE_I，左側(cè)股骨大轉(zhuǎn)子與外側(cè)髁連線的近端和遠端分別依次記為LTHI_U、LTHI_D，左側(cè)股骨大轉(zhuǎn)子與外側(cè)髁連線的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別記為LTHI_F、LTHI_B；
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