[发明专利]一种楼梯行走动态身体稳定性评价方法

说明书

一种楼梯行走动态身体稳定性评价方法，包括如下步骤：S1、设置三维红外运动捕捉系统，三维红外捕捉系统包括捕捉摄像头和工作站；S2、搭建测力台；S3、测量被测试者身体形态学指标，包括身高、体重和腿长；S4、粘贴反光Mark点；S5、利用三维红外运动捕捉系统和测力台同步采集运动学和动力学的相关指标；S6、利用配套的三维红外运动捕捉系统处理软件对得到的原始数据进行反光Mark点的命名、截取和删补操作，然后将初步处理的数据导入三维虚拟仿真软件，进行静态模型的建立。本发明引入稳定裕度这一指标，能比传统的评价身体稳定性的指标更能合理的反映在不同运动状态下的身体稳定性，它是综合考虑质心位置、速度以及人体支撑面三者因素的科学指标。

技术领域

本发明涉及身体稳定性评价方法技术领域，尤其涉及一种楼梯行走动态身体稳定性评价方法。

背景技术

随着物质生活水平的逐步提高和医疗卫生条件的改善，老年人的寿命普遍延长，这就加速了步入老龄化社会的进程。预计到2050年，老年人人口总量将超过4亿，老龄化水平增长至30％以上。人口老龄化严重地影响老年人的身体健康，老龄化导致姿势控制能力下降和肌肉力量下降，由此带来的便是生物力学步态参数的异常。大量研究证明，随着年龄的增加，老年人的质心晃动幅度增加，步速变异性增加等，这一系列的步态表现均会增加老年人跌倒的风险。跌倒导致老年人生活能力的丧失，给家庭和社会带来沉重的负担，人口老龄化带来的社会问题不可忽视。

与正常行走相比，上下楼梯更具有挑战性，前人的大量研究证明，与平地行走相比，楼梯行走过程中下肢关节的运动幅度与关节力矩都显著较高。老龄化带来的平衡能力下降是导致老年人跌倒的重要原因。老年人一旦发生跌倒，轻则造成骨折、软组织损伤等疾病，重则危及生命。因此，如何评价老年人楼梯行走的身体稳定性，并依据评价结果进行针对性的防跌倒训练提高老年人的身体稳定性成为当今社会的热点问题。

传统的评价身体稳定性的方法是质心(Centrofmass，CoM)位置在其支撑面(Baseofsupport，Bmax)的投影与其支撑面的位置关系。人体静态稳定性理论认为，人体质心在地面的投影应保持在支撑面内。同时，前人也多应用CoM和足底压力中心(Centerofpressure，CoP)的晃动速度以及晃动幅度评估身体稳定性。但身体在运动过程中，就不得不考虑质心的位置和速度对身体稳定性的影响。质心的位置和速度是影响身体稳定性的关键因素，因此传统的评价身体稳定性的方法具有一定的局限性。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种楼梯行走动态身体稳定性评价方法，通过引入稳定裕度(Margin of stability，MoS)这一指标，MoS比传统的评价身体稳定性的指标更能合理的反映在楼梯行走状态下的身体稳定性，它是综合考虑质心位置、速度以及人体支撑面三者因素的科学指标。

(二)技术方案

本发明提供了一种楼梯行走动态身体稳定性评价方法，包括如下步骤：

S1、设置三维红外运动捕捉系统，三维红外捕捉系统包括捕捉摄像头和工作站，捕捉摄像头用于识别粘贴于人体骨性标志点的反光Mark点，工作站用于根据反光Mark点的位置模拟计算人体的运动姿态，得出运动学指标；

S2、搭建测力台，实时采集人体对地面的力，得出基本的动力学指标，测力台通过电荷放大器和外同步盒与三维红外运动捕捉系统相连接，达到同步采集数据的效果；

S3、测量被测试者身体形态学指标，包括身高、体重和腿长；

S4、在被测试者的人体各个骨性标志点处粘贴反光Mark点；

S5、被测试者身着紧身测试衣裤，先进行静态模型的采集，然后再作出相应的楼梯行走动作，利用三维红外运动捕捉系统和测力台同步采集运动学和动力学的相关指标，得到最原始的数据；