一种评估系统及评估方法技术方案

本申请公开了一种评估系统及评估方法，所述系统包括：数据采集模块，用于采集不同步态模式下患侧和健侧的姿态信号；数据计算模块，用于根据姿态信号计算步态模式中每个时刻对应的第一参考角度和第二参考角度，其中第一参考角度包括下肢小腿与地面垂线的相对角度，第二参考角度包括股骨头、跖趾关节的连接线与地面垂线的相对角度；数据评估模块，用于评估第一参考角度和第二参考角度的差异度，生成与步态模式匹配的假肢适配评估结果；本申请通过构建基于体域网的评估系统，达到了识别假肢穿戴者患侧和健侧的步态差异、提高假肢适配评估准确性的技术效果，进而本申请可广泛应用于下肢截肢患者的假肢适配、康复训练和实时步态分析等领域。等领域。等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种评估系统及评估方法


[0001]本申请涉及数据评估
，尤其涉及一种评估系统及评估方法。

技术介绍

[0002]目前，临床中对于髋离断、大腿、膝离断假肢患者第一次穿戴或者更换新假肢时，都需要进行假肢适配。因此，基于多种传感器的数据对假肢患者的下肢动作进行识别，不仅可以为假肢患者的康复训练提供重要的分析依据，而且还可以帮助患者调整假肢的穿戴方式，以提高穿戴舒适感，进而实现改善患者步态、提高康复训练效率、缩短康复周期、促进患者早日重返社会等目的。
[0003]然而，现有技术中，对于下肢假肢的设计、适配、后期调适工作中的指标参数较为单一，同时下肢截肢患者的实时步态识别及分析和假肢适配等工作，大多通过相关专家或假肢师的主观观察和判断来进行，具有主观性大、无法量化、评估工作繁琐复杂等缺点。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种评估系统及评估方法，以达到通过第一参考角度和第二参考角度量化评估工作、且能够识别假肢穿戴者患侧和健侧的步态差异，进而提高假肢适配评估准确性的技术效果。
[0005]本申请实施例采用下述技术方案：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种评估系统，所述系统包括：
[0007]数据采集模块，用于采集不同步态模式下患侧和健侧的姿态信号；
[0008]数据计算模块，用于根据所述姿态信号计算所述步态模式中每个时刻对应的第一参考角度和第二参考角度，其中所述第一参考角度包括下肢小腿与地面垂线的相对角度，所述第二参考角度包括股骨头、跖趾关节的连接线与地面垂线的相对角度，所述地面垂线与水平地面垂直；
[0009]数据评估模块，用于评估所述第一参考角度和所述第二参考角度的差异度，生成与所述步态模式匹配的假肢适配评估结果；
[0010]所述数据采集模块与所述数据计算模块电性连接，所述数据计算模块与所述数据评估模块电性连接。
[0011]可选地，所述患侧佩戴下肢假肢，所述数据评估模块，还用于
[0012]当下肢伸展时检测出所述第二参考角度小于第一预设阈值的情况下，提示评估建议，并通过增大患侧假肢的膝关节阻尼，以减少所述第一参考角度；
[0013]当下肢屈曲时检测出所述第二参考角度小于第二预设阈值的情况下，提示评估建议，并通过减小患侧假肢的膝关节阻尼，以增大所述第一参考角度。
[0014]可选地，所述数据计算模块，还用于
[0015]根据所述姿态信号确定所述步态模式中每个时刻对应的姿态信息；
[0016]根据所述姿态信息计算得到多个数据采集模块的姿态矩阵；
[0017]根据所述数据采集模块的姿态矩阵和旋转矩阵确定下肢姿态矩阵；
[0018]其中，所述旋转矩阵用于表征不同下肢部位相对于数据采集模块的姿态。
[0019]可选地，所述数据计算模块，还用于
[0020]根据所述步态模式中每个时刻对应的所述下肢姿态矩阵和预设单位向量分别确定患侧和健侧的下肢姿态方向向量；
[0021]根据所述患侧和健侧的下肢姿态方向向量、以及预设单位向量分别计算所述步态模式中每个时刻对应的患侧和健侧的第一参考角度和第二参考角度。
[0022]可选地，所述姿态信号至少包括小腿姿态信号、大腿姿态信号、足部姿态信号；
[0023]所述下肢姿态矩阵至少包括小腿姿态矩阵、大腿姿态矩阵、足部姿态矩阵。
[0024]可选地，所述数据计算模块用于计算第一参考角度时，包括：
[0025]根据患侧和健侧的小腿姿态矩阵和预设单位向量分别确定患侧和健侧的小腿方向向量；
[0026]并且根据所述患侧和健侧的小腿方向向量、以及预设单位向量分别计算患侧的第一参考角度和健侧的第一参考角度。
[0027]可选地，所述数据计算模块用于计算第二参考角度时，包括：
[0028]根据足部有效长度、小腿有效长度、以及大腿有效长度确定所述步态模式中每个时刻对应的足部连线向量、小腿连线向量、大腿连线向量，
[0029]其中所述足部连线向量为跖趾关节到踝关节的连线向量，所述小腿连线向量为踝关节到膝关节的连线向量，所述大腿连线向量为膝关节到股骨头的连线向量。
[0030]可选地，所述数据计算模块用于计算第二参考角度时，包括：
[0031]根据患侧和健侧的足部连线向量和足部姿态矩阵分别确定患侧和健侧的足部方向向量、根据患侧和健侧的小腿连线向量和小腿姿态矩阵分别确定患侧和健侧的小腿方向向量，以及根据患侧和健侧的大腿连线向量和大腿姿态矩阵分别确定患侧和健侧的大腿方向向量；
[0032]根据所述足部方向向量、所述小腿方向向量、所述大腿方向向量分别计算患侧和健侧的跖趾关节到股骨头的连线向量；
[0033]并且根据所述患侧和健侧的跖趾关节到股骨头的连线向量、以及预设单位向量分别确定患侧的第二参考角度和健侧的第二参考角度。
[0034]可选地，所述数据评估模块用于，
[0035]通过周期检测算法，将连续步态下的第一参考角度和第二参考角度按照预设步态周期分割为多段连续数据；
[0036]通过插值算法，对每个步态周期内的连续数据进行归一化处理，并绘制关于第一参考角度和第二参考角度在各个时刻波动变化的步态关系曲线图；
[0037]通过所述步态关系曲线图，确定每个步态周期内患侧的第一参考角度和健侧的第一参考角度的差异度，以及通过所述步态关系曲线图，确定每个步态周期内患侧的第二参考角度和健侧的第二参考角度的差异度，
[0038]并且结合患侧和健侧的第一参考角度和第二参考角度的差异度，生成与所述步态模式匹配的假肢适配评估结果。
[0039]第二方面，本申请实施例还提供了一种如上述第一方面任一项所述的评估系统的
评估方法，所述评估方法包括：
[0040]采集不同步态模式下患侧和健侧的姿态信号；
[0041]根据所述姿态信号计算所述步态模式中每个时刻对应的第一参考角度和第二参考角度，其中所述第一参考角度包括下肢小腿与地面垂线的相对角度，所述第二参考角度包括股骨头、跖趾关节的连接线与地面垂线的相对角度，所述地面垂线与水平地面垂直；
[0042]评估所述第一参考角度和所述第二参考角度的差异度，生成与所述步态模式匹配的假肢适配评估结果。
[0043]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0044]提供了一种评估系统及评估方法，在所述评估系统中，所述数据采集模块与所述数据计算模块电性连接，所述数据计算模块与所述数据评估模块电性连接。通过所述数据采集模块采集不同步态模式下患侧和健侧的姿态信号；通过所述数据计算模块，根据所述姿态信号计算所述步态模式中每个时刻对应的第一参考角度和第二参考角度，其中所述第一参考角度包括下肢小腿与地面垂线的相对角度，第二参考角度包括股骨头、跖趾关节的连接线与地面垂线的相对角度，所述地面垂线与水平地面垂直；通过所述数据评估模块，评估所述第一参考角度和第二参考角度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估系统，其中，所述系统包括：数据采集模块，用于采集不同步态模式下患侧和健侧的姿态信号；数据计算模块，用于根据所述姿态信号计算所述步态模式中每个时刻对应的第一参考角度和第二参考角度，其中所述第一参考角度包括下肢小腿与地面垂线的相对角度，所述第二参考角度包括股骨头、跖趾关节的连接线与地面垂线的相对角度，所述地面垂线与水平地面垂直；数据评估模块，用于评估所述第一参考角度和所述第二参考角度的差异度，生成与所述步态模式匹配的假肢适配评估结果；所述数据采集模块与所述数据计算模块电性连接，所述数据计算模块与所述数据评估模块电性连接。2.如权利要求1所述评估系统，其中，所述患侧佩戴下肢假肢，所述数据评估模块，还用于当下肢伸展时检测出所述第二参考角度小于第一预设阈值的情况下，提示评估建议，并通过增大患侧假肢的膝关节阻尼，以减少所述第一参考角度；当下肢屈曲时检测出所述第二参考角度小于第二预设阈值的情况下，提示评估建议，并通过减小患侧假肢的膝关节阻尼，以增大所述第一参考角度。3.如权利要求1所述评估系统，其中，所述数据计算模块，还用于根据所述姿态信号确定所述步态模式中每个时刻对应的姿态信息；根据所述姿态信息计算得到多个数据采集模块的姿态矩阵；根据所述数据采集模块的姿态矩阵和旋转矩阵确定下肢姿态矩阵；其中，所述旋转矩阵用于表征不同下肢部位相对于数据采集模块的姿态。4.如权利要求3所述评估系统，其中，所述数据计算模块，还用于根据所述步态模式中每个时刻对应的所述下肢姿态矩阵和预设单位向量分别确定患侧和健侧的下肢姿态方向向量；根据所述患侧和健侧的下肢姿态方向向量、以及预设单位向量分别计算所述步态模式中每个时刻对应的患侧和健侧的第一参考角度和第二参考角度。5.如权利要求4所述评估系统，其中，所述姿态信号至少包括小腿姿态信号、大腿姿态信号、足部姿态信号；所述下肢姿态矩阵至少包括小腿姿态矩阵、大腿姿态矩阵、足部姿态矩阵。6.如权利要求5所述评估系统，其中，所述数据计算模块用于计算第一参考角度时，包括：根据患侧和健侧的小腿姿态矩阵和预设单位向量分别确定患侧和健侧的小腿方向向量；并且根据所述患侧和健侧的小腿方向向量、以及预设单位向量分别计算患侧的第一参考角度和健侧的第一参考角度。7.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世彩，凌华，冯爵，刘劲松，王林，宋佳佳，
申请(专利权)人：中国康复科学所中国残联残疾预防与控制研究中心，
类型：发明
国别省市：