[发明专利]一种多参数生物信息测试平台及测试方法

摘要

本发明公开一种多参数生物信息测试平台及测试方法，以运动人体为测试对象，同步采集各环节运动学参数、人体与支撑面宏观作用力、足底压力分布特征、身体肌群生物电信息等，并监测人体心肺机能动态变化特征，为相关研究和应用提供理论和平台支撑。本发明包生物测试通道和集成分析软件，测试通道包括同步时钟服务器、步态触觉信息测试单元、表面肌电采集单元、高速影像采集单元、加速度/角度测试单元、心率/脉搏测试单元。在一台中心计算机统一控制下，各子功能仪器经以太网接口实现互联，经时钟同步服务器实现各参数时域精确同步形成综合测试平台；各单元设备也可配置自主分析软件和人机接口，形成独立仪器。为步态分析、体育科研、运动机能与健康评估、基础试验等方面提供一种多源生物信息获取集成测试装置和测试方法。

主权项

一种多参数生物信息测试平台，包括由高速影像采集单元、多套步态触觉信息测试单元的级联、表面肌电采集单元、加速度/角度测试单元、心率/脉搏测试单元集成的生物力学测试通道，其特征在于：在一台中心计算机的统一控制下，各单元经以太网接口连接，经过时钟服务器实现各单元测量生物特征参数的时域精确同步，集成各单元设备配置成综合测试平台，各单元设备也可配置自主分析软件和人机接口，形成独立仪器；计算机中集成所有数据，提取运动生物力学、生理学综合信息，建立综合生物信息特征数据库；计算机中集成有上述的数据的分析软件；所述高速影像采集单元集成多个高速摄像头组成高速影像采集分析装置，实现人体末端、躯干、质心等特征部位的运动学信息检测，与各其它单元同步采集的人体步态触觉信息、表面肌电信息和加速度、角速度信息进行比对分析，揭示人体动作外形与内部受力之间的关联性；所述的步态触觉信息测试单元包括多维测力平台；多维测力平台具有与之一体化的柔性阵列化传感器、基于FPGA架构的可同步采集三维测力台信号和压力分布传感器信号的高速数据采集系统、大容量数据缓存、通信接口协议、时钟同步协议；多个多维测力平台依次级联构成步态特征测试通道，用于完整获取一个人正常周步的地面反作用力信息、足底与地面的接触特征等动力学信息，足弓/步相角等生理特征信息，步频/步距/速度/加速度等运动学信息；所述表面肌电采集单元用于人运动、行走过程相关肌群的生物电信号检测和时频域分析，为动作分析、运动评估、运动损伤预测等提供数据支持；所述加速度/角度测试单元采用加速度与角速度传感器，用于运动、行走过程人体各部位，如大腿、小腿、足部、中心等的运动姿态和运动节奏等运动参数检测；所述心率/脉搏测试单元监测行走、运动过程中，心率/脉搏的变化情况，对同一个体在不同身体机能、能量消耗和代谢水平情况下的人体力学特征与行为特征分析提供基础数据支持，也为动态心肺能力评估、运动损伤预测等提供数据支持。