[发明专利]基于多向稳定偏转力矩的多指抓握功能测试分析仪及方法

说明书

本发明公开了一种基于多向稳定偏转力矩的多指抓握功能测试分析仪及方法，能够对全部5个手指同时参与的抓握功能进行准确检测和定量化评估。测试分析仪包括测试装置和处理器；测试装置用于测量被试者各手指抓握过程中的多方向三维力和三维力矩；处理器用于获取测试装置测量的各手指多方向三维力与三维力矩数据，形成多种三维力和三维力矩向量时间序列，对多种三维力和三维力矩向量时间序列进行多尺度样本熵分析，得到多时间尺度的动态耦合复杂度数值，计算手指间动态协调性指标。

技术领域

本公开涉及手指抓握功能测试领域，具体涉及一种基于多向稳定偏转力矩的多指抓握功能测试分析仪及方法。

背景技术

手是人身体上最为精密且最有特色的器官之一，也是使人具有高度智慧的三大重要器官之一。手的主要功能是抓握操控物体。

对于手部抓握功能的准确测试是神经生理学研究、临床病理学测试、健康普查和疾病预防等领域的重要技术需求。

广义的手抓握功能主要包括“手抓握力”与“手抓握运动控制”两个方面，手抓握力是对抓握功能的力学测度，手抓握运动控制是针对手指精细运动控制的生理学评价。发明人在研发过程中发现，现有的对手指精细运动控制评价形式主要为医生主观诊断分析，令测试者完成指定任务从而填写量表得出结论，例如Wolf运动功能评价量表，主要用来评价偏瘫上肢运动功能康复状况，但是，该方法存在使用的范围较窄，仅限于轻到中度的脑卒中患者的局限；同时，该量表的项目过多，评定时间较长，而删除其中某些项目是否能保持较高的信度与效度还有待于进一步研究，且其通过观察测试者完成情况进行功能能力打分的方式具有一定的主观性，不同的医生可能得到不同的结果，无法定量精准评估。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于多向稳定偏转力矩的多指抓握功能测试分析仪及方法，能够对全部5个手指同时参与的抓握功能进行准确检测和定量化评估。

本公开一方面提供的基于多向稳定偏转力矩的多指抓握功能测试分析仪的技术方案是：

一种基于多向稳定偏转力矩的多指抓握功能测试分析仪，包括测试装置和处理器；

所述测试装置，用于测量被试者各手指抓握过程中的多方向三维力和三维力矩；

所述处理器，用于获取测试装置测量的各手指多方向三维力与三维力矩，形成多种三维力和三维力矩向量时间序列，对多种三维力和三维力矩向量时间序列进行多尺度样本熵分析，得到多时间尺度的动态耦合复杂度数值，计算手指间动态协调性指标。

进一步的，所述测试装置包括圆柱形底座、设置在底座上的圆柱形外杯体、位于外杯体内部的圆柱形内杯体以及设置在外杯体顶部的顶盖。

进一步的，所述底座内底部以底座中心点为中线的圆周上设置有八个等间距位置标记点。

进一步的，所述外杯体包括相对设置的半圆形第一接触片和由四个互不相接的弧形接触片构成的第二接触片。

进一步的，所述内杯体的外侧壁上沿圆周方向敷设有连接片，所述连接片与第一接触片之间连接有用于检测拇指的力和力矩的六维力/力矩传感器，所述连接片与每个弧形接触片之间连接有用于检测食指、中指、无名指或小指的力和力矩的六维力/力矩传感器。

进一步的，所述处理器包括数据获取模块、多尺度样本熵分析模块和手指间动态协调性指标计算模块；其中：

所述数据获取模块，用于获取测试装置测量的五个手指多方向三维力与三维力矩，并计算指尖压力中心点坐标，形成五种三维力与三维力矩向量时间序列；