[发明专利]一种基于足底压力信息的步态划分与特征提取方法

说明书

一种基于足底压力信息的步态划分与特征提取方法，它包括对有下肢运动功能障碍的患者进行足底压力信息采集；针对采集到的足底压力信息，进行信号预处理；基于预处理后的足底压力进行步态划分；提取常规运动学特征和足底压力指数动力学特征。本发明通过足底压力变异性指标，可以定量评估患者在步行过程中，各个步态周期的支撑相之间的足底压力变异程度，有助于定量评估患者姿态不稳定，用力不均匀等情况，可以在动力学特征中为医生提供诊断辅助。

技术领域

本发明涉及数字诊断、人工智能、康复训练领域，具体涉及一种基于足底压力信息的步态划分与特征提取方法。

背景技术

帕金森病患者的肌肉问题和轴向症状也导致步态表现异常。步态功能障碍可用于评估帕金森病患者的生活质量、跌倒风险甚至死亡率。在能够自行行走的患者中，行走时的独特外力是地面反作用力(GRF)。因此，使用测力鞋垫记录竖直方向的GRF并分析患者的步态，可以对医生的评估起到辅助作用，用于帕金森病步态评估的特征多为运动学特征，如步频，步速等。

正常颅压脑积水(NPH)是指颅内压力正常而有脑室扩大，并有记忆力、智力减退，步态不稳，尿失禁的一组特殊的临床综合症。步态不稳定是首先出现的第一症状，偶然可出现于智力下降，尿失禁之后，步态不稳可表现为轻微的走路失平衡。与帕金森病步态不同之处是行走节奏无改变，无慌忙步态，在所有病例均出现。常有摔倒的病史，严重者表现为不能行走或站立。腰椎穿刺是检查常压脑积水病的重要步骤，病人在进行腰椎穿刺放出20-30ml脑脊液后，症状有明显改善，疗效可持续12-36小时，腰穿后会出现明显的步速提高等特点，量化步态分析是用于评估患者腰穿效果的重要依据。

发明内容

本发明为克服现有技术不足，提供一种基于足底压力信息的步态划分与特征提取方法。该方法通过预处理、步态划分和特征提取，可以实现对同一患者不同时期的特征对比，可以获得连续的特征观察，有助于医生进行诊断。对受试者步态周期中的足底压力变异性进行量化分析。

本发明的技术方案为：一种基于足底压力信息的步态划分与特征提取方法，它包括

a、对有下肢运动功能障碍的患者进行足底压力信息采集；

b、针对采集到的足底压力信息，进行信号预处理；

c、基于预处理后的足底压力进行步态划分；

d、提取常规运动学特征和足底压力指数动力学特征。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明通过信号预处理，实现步态划分和特征提取，可以实现对同一患者不同时期的特征比对，可以获得连续的特征观察，有助于医生进行诊断。对受试者步态周期中的足底压力变异性进行量化分析。本发明可以实现传统运动学特征的提取，还可以实现压力变异性指标动力学特征的提取。通过足底压力变异性指标，可以定量评估患者在步行过程中，各个步态周期的支撑相之间的足底压力变异程度，有助于定量评估患者姿态不稳定，用力不均匀等情况，可以在动力学特征中为医生提供诊断辅助。

本发明的步态划分与特征提取方法对PD和iNPH患者有着重要的的早期诊断和治疗意义。步态分析是对人体运动的系统研究，客观精确的进行运动学分析与动力学分析对于医生评估帕金森病患者的生活质量具有重要意义。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1为本发明的步态划分及特征提取流程图。

具体实施方式

结合图1说明，本实施方式的一种基于足底压力信息的步态划分与特征提取方法，它包括：

a、对有下肢运动功能障碍的患者进行足底压力信息采集；

b、针对采集到的足底压力信息，进行信号预处理；