[发明专利]步态测试仪

说明书

本发明公开了一种步态测试仪，包含有一护具，该护具是供使用者穿戴于膝关节处，将膝关节包裹，所述护具上固定有四个步态数据传感器，其中第一及第二步态数据传感器分别位于膝盖上方左右两侧，第三及第四步态数据传感器分别膝盖下方左右两侧，且四个步态数据传感器均位于腿的外侧面；四个步态数据传感器之间的距离是相对固定的。所述的四个步态数据传感器，每个均包含有一个MCU、六轴陀螺仪、位置传感器、重力加速度器以及蓝牙通讯装置，并通过纽扣电池供电。本发明通过穿戴于使用者身上的测试仪能在真实生活中采集测试使用者行走时膝关节的相关数据，通过对这些数据进行分析可以帮助分析使用者行走的步态是否科学，对膝关节可能造成的长远影响。

技术领域

本发明涉及运动医学分析，特别是涉及一种步态测试仪，对使用者行走或跑步过程中膝关节运动的数据进行采集分析确定膝关节受到的压力，分析使用者行走方式对膝关节可能产生的长远影响。

背景技术

步行(或跑步)是最常见的运动方式，步态分析(gait measurement)被用于对个体走路能力的评估、计划、治疗。尤其是步态分析是治疗的基础，对腿部受伤或者疾病的患者的行走姿态收集及运动学、生物学、神经重建重塑等结合，以利于给出合理的治疗方案和对应的治疗设备使用。步态分析的主要手段是运用人体带上带有颜色标点的护具如护膝、在跑步机上匀速走动或者跑动，在侧方用摄像机拍摄整个过程，记录带有颜色标点的运动轨迹从而计算并判断测试者关节可能存在的隐患。目前现有测量分析步态的方法有以下几种：

1.足迹法：是使用肉眼观察，做一些简单的时间空间记录。在地上撒上石灰粉，让待测者在撒有石灰粉的地面上行走同时记录待测者行走的距离和时间。行走完成后观察和测量撒有石灰粉地面上的脚印，从而得出步态分析的结果。这种方法存在很多明显的缺陷，比如：准备时间长；需要耗费大量人力；分析以主观为主，准确度较低；得到的数据较少；临床报告手工填写，费时费力且容易出错。

2.视频法：通过视频设备(CCD摄像头)将人体行走过程摄取下来，然后逐帧逐点的进行点阵分析，其优点是设备简单，受试者步态比较自然，但由于其分析定位主要依靠人工，对操作要求比较高，误差比较大，而且只能进行二维平面分析，三维空间分析的精确度得不到保证。

3.红外光型：通过红外摄像头接受体表标记点发射或者反射的红外光线，并根据相应的模型分析发，进行三维重建，从而得出人体各部分的三维运动轨迹。其优点是技术成熟，数据结果精确，操作简单快捷；缺点是对贴反光点的位置有要求，贴得不准会直接影响测量结果；在测量过程中不能有异物挡在反光点和摄像头之间，包括被测人员自身，所以被测人员旁边不能有陪同或者搀扶人员。否则影响数据采集；对环境要求比较高，需要配备好一个面积较大的房间，摄像头安装好角度后，不能随意变动；价格昂贵，操作流程负责，多数在实验室使用，很少看见在临床使用，在一定程度上限制了期推广。

4.超声波型：超声波型的原理与红外光型相似，由人体体表携带的超声波发射探头发出超声波，经周围的超声波接收探头接受，根据一定的模型设置，进行三维重建，得出人体的三维运动轨迹。其优点是设备价格相对低廉，操作也相对简单，数据也比较精确；但是超声波容易反射，必须消除周围物体的干扰，对周围环境要求较高，同时由于标记点体积较大，人体一次携带的标记点数量有一定的限制，仅适宜进行人体节段性分析。

步态测量是运动医学中重要的手段，但是介于目前的手段，数据很难在真实的行走环境中进行准确有效的采集。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种步态测试仪，对使用者的行走数据进行测试分析。

为解决上述问题，本发明所述的步态测试仪，包含有一护具，该护具是穿置于膝盖处，将膝盖包裹，所述护具上固定有四个步态数据传感器，其中第一及第二步态数据传感器分别位于膝盖上方左右两侧，第三及第四步态数据传感器分别膝盖下方左右两侧，且四个步态数据传感器均位于腿的外侧面；四个步态数据传感器之间的距离是相对固定的。