步態分析裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型步態分析裝置屬于醫療設備領域。
【背景技術】
[0002]步行是最普通的運動方式，人類的步態是一個周期性且可信賴的循環，它有基本的模式，通過步態可以評估肌肉骨骼系統的功能，步態可在很短的時間內提供很多信息；而如此多的信息使觀察人員無法全部掌握。因此，將步態信息文件化的必要性促進了步態分析儀的發展。
[0003]步態分析被用于對個體走路能力的評估，計劃，治療。其中步態分析是治療的基礎，對患者的姿態收集及運動學、生物學、神經重建重塑等結合，以利于給出合理的治療方案和對應的治療設備使用。
[0004]目前現有測量分析步態的方法有以下幾種:
[0005]1.足跡法:是使用肉眼觀察，做一些簡單的時間空間記錄。在地上撒上石灰粉，讓待測者在撒有石灰粉的地面上行走同時記錄待測者行走的距離和時間。行走完成后觀察和測量撒有石灰粉地面上的腳印，從而得出步態分析的結果。這種方法存在很多明顯的缺陷，比如:準備時間長；需要耗費大量人力；分析以主觀為主，準確度較低；得到的數據較少；臨床報告手工填寫，費時費力且容易出錯。
[0006]2.視頻法:通過視頻設備((XD攝像頭)將人體行走過程攝取下來，然后逐幀逐點的進行點陣分析，其優點是設備簡單，受試者步態比較自然，但由于其分析定位主要依靠人工，對操作要求比較高，誤差比較大，而且只能進行二維平面分析，三維空間分析的精確度得不到保證。
[0007]3.紅外光型:通過紅外攝像頭接受體表標記點發射或者反射的紅外光線，并根據相應的模型分析發，進行三維重建，從而得出人體各部分的三維運動軌跡。其優點是技術成熟，數據結果精確，操作簡單快捷；缺點是對貼反光點的位置有要求，貼得不準會直接影響測量結果；在測量過程中不能有異物擋在反光點和攝像頭之間，包括被測人員自身，所以被測人員旁邊不能有陪同或者攙扶人員。否則影響數據采集；對環境要求比較高，需要配備好一個面積較大的房間，攝像頭安裝好角度后，不能隨意變動；價格昂貴，操作流程負責，多數在實驗室使用，很少看見在臨床使用，在一定程度上限制了期推廣。
[0008]4.超聲波型:超聲波型的原理與紅外光型相似，由人體體表攜帶的超聲波發射探頭發出超聲波，經周圍的超聲波接收探頭接受，根據一定的模型設置，進行三維重建，得出人體的三維運動軌跡。其優點是設備價格相對低廉，操作也相對簡單，數據也比較精確；但是超聲波容易反射，必須消除周圍物體的干擾，對周圍環境要求較高，同時由于標記點體積較大，人體體一次攜帶的標記點數量有一定的限制，僅適宜進行人體節段性分析。
[0009]本實用新型步態分析裝置針對缺陷，可實現測量結果的輸出數字化，解決人為主觀原因導致的誤差，測量精準，將測量結果與健康人的參考數據作對比，進一步，對步態提出符合情況的治療訓練。【實用新型內容】
[0010]為解決上述問題，本實用新型提供步態分析裝置。
[0011]步態分析裝置，包括傳感器、數據記錄儀、尼龍帶，傳感器通過數據傳輸傳輸至數據記錄儀。
[0012]其中，所述的傳感器和數據記錄儀分別通過尼龍帶固定在腳部和腰部。
[0013]數據傳輸方式為2.4G無線或藍牙。
[0014]傳感器記錄腳部X、Y、Z三個方向的加速度和速度其中X為步態前后方向，Y為步態左右方向，而Z為步態上下方向。
[0015]更進一步，通過加速度a，可得速度V和位移S，具體換算如下:
[0016]速度VX== t* (an+an+Ι) /2 ；
[0017]速度VY== t* (an+an+1) /2 ；
[0018]速度VZ== t* (an+an+1)/2;
[0019]位移SX = t* (vn+vn+1) /2 ；
[0020]位移SY = t* (vn+vn+1) /2 ；
[0021]位移SZ= t* (vn+vn+1)/2;
[0022]其中t為時間，η為時間片，η為下一個時間片，而記錄數據間隔為10ms。
[0023]所述傳感器最優選為慣性傳感器，由三軸加速度計和三軸陀螺儀兩部分構成，三軸加速度計用于測量加速度，三軸陀螺儀用于測量角度。
[0024]本實用新型步態分析裝置，其創新點有:
[0025]I)測量精準，不存在主觀原因導致的誤差；
[0026]2)具有將測量結果輸出實現數字化功能；
[0027]3)可將測量結果與健康人的參考數據作對比，進一步，對步態提出符合情況的治療訓練；
[0028]4)裝置簡單方便攜帶及可走進家庭式的醫療設備。
[0029]下面結合附圖與具體實施例對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0030]圖1是本實施例使用狀態參考圖
[0031]其中1、慣性傳感器；2、數據記錄儀；3、尼龍帶；31、尼龍帶。
【具體實施方式】
[0032]請參見圖1，步態分析裝置，包括慣性傳感器1、數據記錄儀2、尼龍帶，慣性傳感器記錄腳部X、Y、Z三個方向的加速度和速度其中X為步態前后方向，Y為步態左右方向，而Z為步態上下方向，傳感器通過2.4G無線或藍牙傳輸至數據記錄儀，慣性傳感器和數據記錄儀分別通過尼龍帶3、31固定在腳部和腰部。
[0033]患者必須穿運動鞋或平底鞋子，慣性傳感器I通過尼龍帶31固定在腳踝關節處，腳進行步態行走，每1ms慣性傳感器I分別記錄雙腳X、Y、Z三個方向的加速度a和角度Θ信號，通過2.4G無線把雙腳X、Y、Z三個方向的加速度a和角度Θ信號傳送至數據記錄儀，數據記錄儀通過尼龍帶3固定在腰間，可在身體任何位置，需不影響患者運動位置為準，通過USB閃存盤導出數據至電腦，進行軟件分析，輸出數據信息和打印圖表，進一步，與健康人的參考數值作對比，對步態提出符合情況的治療訓練。
[0034]對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.步態分析裝置，其特征在于，包括傳感器、數據記錄儀、尼龍帶，所述的傳感器和數據記錄儀分別通過尼龍帶固定在腳部和腰部，傳感器通過數據傳輸傳輸至數據記錄儀。2.根據權利要求1所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的數據傳輸方式為2.4G無線或藍牙。3.根據權利要求2所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的傳感器為慣性傳感器。4.根據權利要求3所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的慣性傳感器由三軸加速度計和三軸陀螺儀兩部分構成，三軸加速度計用于測量加速度，三軸陀螺儀用于測量角度。5.根據權利要求4所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的傳感器記錄腳部X、Y、Z三個方向的加速度和速度。6.根據權利要求5所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的X為步態前后方向，Y為步態左右方向，而Z為步態上下方向。7.根據權利要求6所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的步態通過加速度a，可得速度V和位移S，具體換算如下:速度 VX== t* (an+an+Ι) /2 ；速度 VY== t* (an+an+1) /2 ； 速度 VZ== t* (an+an+1)/2;位移 SX = t* (vn+vn+1) /2 ；位移 SY = t* (vn+vn+1) /2 ；位移 SZ= t* (vn+vn+1) /2 ； 其中t為時間，η為時間片，η為下一個時間片，而記錄數據間隔為10ms。8.根據權利要求1所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的慣性傳感器通過尼龍帶固定在腳踝關節處；數據記錄儀通過尼龍帶固定在腰間，可在身體任何位置。9.根據權利要求1所述的步態分析裝置，其特征在于，所述的步態信息通過USB閃存盤導出數據至電腦，進行軟件分析，輸出數據信息和打印圖表，進一步，與健康人的參考數值作對比，對步態提出符合情況的治療訓練。
【專利摘要】<b>本實用新型步態分析裝置，包括傳感器、數據記錄儀、尼龍帶，傳感器記錄腳部X、Y、Z三個方向的加速度和速度其中X為步態前后方向，Y為步態左右方向，而Z為步態上下方向，傳感器通過2.4G無線或藍牙傳輸至數據記錄儀，傳感器和數據記錄儀分別通過尼龍帶固定在腳部和腰部。</b>
【IPC分類】A61B5/11
【公開號】CN204839527
【申請號】CN201520445771
【發明人】都吉良, 李旻, 李林, 黃嘉麗, 曾安, 陳勇, 江敘加, 揭毅英
【申請人】廣州一康醫療設備實業有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月26日