[发明专利]一种足内翻角度检测建模方法及系统

权利要求书

1.一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

在足底的受力位置放置多个压力传感器，制作可穿戴式足底压力系统；

采集足底压力数据并进行数据预处理；

把布置压力传感器的受力位置划分成不同的区域，并根据划分的区域和压力传感器的压力值提取患者的步态特征；

获取足内翻角度标签；

将步态特征作为模型的输入参数，将足内翻角度标签作为模型的输出，通过机器学习回归算法构建并训练足内翻角度检测模型，得到最终用于检测足内翻程度的足内翻角度检测模型。

2.根据权利要求1所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，所述采集足底压力数据并进行数据预处理，包括：通过单片机采集足底压力数据；对采集到的足底压力数据进行滤波降噪处理；对经滤波降噪处理后的足底压力数据进行加窗处理获取多组样本数据。

3.根据权利要求1所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，划分的区域包括：足底内侧区、足底外侧区、前足区、中足区、后足区、全足区。

4.根据权利要求3所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，所述步态特征包括：前足区、中足区、后足区和全足区的各区域的最大压力，左右压力比值，站立期，加载响应阶段，横/纵向位移和横/纵向位移偏差。

5.根据权利要求4所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，所述4个区域最大压力分别为前足区、中足区、后足区三个区域和全足区内所有压力传感器的最大受力之和与体重的比值；所述左右压力比值为全足区所有压力传感器的压力值之和最大时的内外侧区域对应的所有压力传感器压力之和的比值；所述站立期为患侧足底接触地面阶段占整个步态周期的时间比例；所述加载响应阶段为健侧脚跟着地到患侧脚尖离地的加载响应时间长度和步态周期的比值；所述横/纵向位移为患侧压力中心位置左右/前后最大位移；所述横/纵向位移偏差为一个样本中所有的步态周期左右/前后最大位移求平均后的偏差值。

6.根据权利要求4所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，所述步态周期为任意一个压力传感器受力由无变有时刻距离下一次的由无变有时刻的时间长度；所述患侧足底接触地面阶段为全足区所有压力传感器受压力之和不为0的阶段；所述脚跟着地为最后面压力传感器受力由无变有的时刻；所述脚尖离地为最前面压力传感器受力由有变无的时刻；所述压力中心位置是根据力矩平衡公式所求得，分别计算所有压力传感器横纵坐标的值与其所受压力的乘积的和比上所有压力传感器受力总和的值而得到压力中心的横纵坐标位置。

7.根据权利要求1所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，所述获取足内翻角度标签为获取用于表达足内翻程度的数据，为测量站位态足内翻角度或踝关节足内翻方向主动关节活动度。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种足内翻角度检测建模方法，其特征在于，所述通过机器学习回归算法构建足内翻角度检测模型，包括：将步态特征作为模型输入参数和足内翻角度标签作为模型输出结果，运用交叉验证来训练机器学习回归模型；利用回归评价指标对模型的准确性和有效性进行检验。

9.一种足内翻角度检测建模系统，其特征在于，用于实现权利要求1-8任一所述的方法，包括：

数据获取模块，用于采集足底压力数据；

步态特征提取模块，用于对采集到的足底压力数据进行相关的步态特征提取，作为模型的输入参数；

足内翻角度标签获取模块，用于获取足内翻角度标签，用作模型的输出参数；

足内翻角度检测模型建立模块，用于对基于步态特征和角度标签的机器学习算法回归模型的建立优化，该模型的建立是用作足内翻角度的检测；

模型检验模块，用于对所建模型的准确性和有效性的检验。

10.一种基于足底压力的足内翻角度检测系统，其特征在于，包括：

受力本体，用于压力传感器的布置；

测试电路，用于足底压力信号的采集；

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一所述的一种足内翻角度检测建模方法的步骤。