[发明专利]一种假肢适配效果的评估方法及评估装置

说明书

本发明提供一种假肢适配效果的评估方法及评估装置，所述方法包括：采集假肢穿戴者在多个步态周期中的步态运动学参数、步态动力学参数和肌电参数，其中所述步态运动学参数包括步速、步频、步长、步幅、步态周期、髋关节角度、膝关节角度和踝关节角度，所述步态动力学参数包括地面反作用力、髋关节力矩、膝关节力矩和踝关节力矩；基于所述步态运动学信息从所述多个步态周期中确定最佳行程；获取与所述最佳行程相对应的步态特征参数，所述步态特征参数包括从所述步态运动学参数、所述步态动力学参数和所述肌电参数中选取的多项指标参数；将所述步态特征参数输入神经网络模型，以输出关于假肢适配效果的评分。

技术领域

本发明涉及康复辅具技术领域，具体涉及一种假肢适配效果的评估方法及评估装置。

背景技术

假肢是保障残障人士融入正常生活所不可或缺的辅助器具。尤其对于下肢残疾人士而言，假肢不仅能帮助假肢穿戴者实现自主行走，而且当假肢与穿戴者的适配度足够高时，可以如正常人一般健步行走，从而有效提高残疾人士的生活质量。

现有技术中对于假肢适配效果的评价方式往往比较单一，无法全面反映出假肢和假肢穿戴者之间的综合适配效果。例如有学者提出了根据假肢穿戴者步态对称性评价假肢效果的方案。实际上，假肢穿戴者的步态蕴含着不同的运动学和动力学特征，这些特征往往反映在多种步态参数指标中，因此用单一指标衡量假肢适配效果的方案容易产生评价结果的假阳性。综上所述，如何选取假肢穿戴者稳定发挥、行走平稳的步态周期，最大程度上排除其它可能因素的干扰，从而更加客观、全面地反映假肢适配效果，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，从而提供一种更加准确、全面地评估假肢适配效果的方案。

为实现上述目的，根据本发明一个方面，提供了一种假肢适配效果的评估方法，包括以下步骤：

采集假肢穿戴者在多个步态周期中的步态运动学参数、步态动力学参数和肌电参数，其中所述步态运动学参数包括步速、步频、步长、步幅、步态周期、髋关节角度、膝关节角度和踝关节角度，所述步态动力学参数包括地面反作用力、髋关节力矩、膝关节力矩和踝关节力矩；

基于所述步态运动学信息从所述多个步态周期中确定最佳行程，其中所述多个步态周期包括所述假肢穿戴者在测试过程中的所有步态周期；所述最佳行程包括所述多个步态周期中的N个连续的步态周期，N为大于1的自然数；

获取与所述最佳行程相对应的步态特征参数，所述步态特征参数包括从所述步态运动学参数、所述步态动力学参数和所述肌电参数中选取的多项指标参数；

将所述步态特征参数输入神经网络模型，以输出关于假肢适配效果的评分。

示例性的，所述采集假肢穿戴者的步态运动学参数、步态动力学参数和肌电参数的步骤包括：

通过摄像机采集所述假肢穿戴者在行走过程中的多张姿态图像；

提取所述多张姿态图像中目标点的位置信息，基于所述目标点的位置信息计算所述步态运动学参数；

通过测力板采集所述假肢穿戴者足底压力数据，基于所述足底压力数据计算所述步态动力学参数；以及

通过肌电传感器获取所述假肢穿戴者的肌电参数。

示例性的，所述基于所述步态运动学信息确定最佳行程包括：

基于所述步态运动学参数，计算所述N个连续的步态周期内的对称性系数、时相性系数以及变异系数；其中所述对称性系数表征所述假肢穿戴者的左下肢运动学参数和右下肢运动学参数之间的相似度，所述时相性系数表征所述假肢穿戴者在所述N个连续的步态周期中包含的支撑相、摆动相所占实际比例与标准比例之间的相似度，所述变异系数用于表征所述N个连续的步态周期内的运动学参数之间的波动程度；