[发明专利]一种基于智能手机的人体平衡能力评估方法

摘要

本发明属于医疗器械领域，涉及一种基于智能手机的人体平衡能力评估方法，包括以下步骤：A、样本数据采集与存储；B、建立人体平衡能力评价标准；C、用户信息输入与保存；D、展示重心运动轨迹；E、平衡能力评估及用户成绩信息的保存，进而根据个人基本信息和人体平衡能力成绩生成评估报告。本发明不用专门购买专门的平衡能力测试设备，利用大众常用的智能手机就能完成平衡能力的评估且发明不受时间、空间条件的影响，随时进行平衡能力的测试，容易推广，可以对自己的平衡能力进行长期监测。

主权项

1.一种基于智能手机的人体平衡能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在数据采集模块中进行样本的数据采集与存储：利用手机中内置加速度传感器和姿态角传感器，通过手机操作系统提供的传感器访问接口获取被测试者手机实时的加速度和姿态角数据，并将其与测试时间进行实时显示，同时将此被测试者的所有数据存储于手机中；B、建立人体平衡能力评价标准：先按步骤A随机采集n个被测试者维持运动过程中的各项原始数据存于手机中，形成n个样本数据；再对每个样本数据进行处理，获取各项原始指标及其相关性矩阵，从中选取具有相关性大于0.5的m项指标，检验统计量和Bartlett的球形度检验相伴率Sig判断是否适合进行因子分析；如果判断适合，则进行因子分析，提取出k个因子，同时以因子自身的系数矩阵和因子的权重作为评分标准；如果不适合，则重新选取原始指标，直到其满足进行因子分析的条件；C、在用户设置模块中进行用户信息输入与保存：根据用户输入的名字、性别以及手机当前时间动态地对菜单进行初始化；检测到用户执行保存信息的操作后，传输数据给平衡能力评估模块保存；D、在平衡姿势图显示模块中展示重心运动轨迹：先初始化雷达背景图和折线图背景图，并设定测试初始状态时人体重心的坐标值(x₀，y₀，z₀)；再由姿态角传感器得到手机绕xyz坐标系的三轴旋转的角度，并根据三个角度计算出旋转矩阵；由旋转矩阵和人体重心坐标值，得到在测试中的任意时刻人体重心在水平方向上的坐标值(x，y)及人体重心在竖直方向上的高度(z)；分别在雷达背景图上绘制重心在水平面上的投影，在折线背景图上绘制重心高度的变化，从而完整展示重心运动轨迹；将用户各项实时数据和最终维持平衡的时间传输给平衡能力评估模块；E、在平衡能力评估模块中实现平衡能力评估及用户成绩信息的保存：调用用户设置模块保存的个人基本信息和平衡姿势图显示模块获得的用户各项数据，得到被测人的m项原始指标，根据评分标准中的系数矩阵与各个因子权重得到人体平衡能力成绩，实现用户平衡能力的评估，进而根据个人基本信息和人体平衡能力成绩生成评估报告；其中，所述人体平衡能力成绩由以下步骤计算出：E1.将被测人的m项原始指标进行标准化处理，由于这m项指标中数值越大表示平衡能力越差，故其标准化公式为：其中x_n为被测人第n项原始指标，μ为第n项原始指标所有样本数据的均值，σ为第n项原始指标所有样本数据的标准差；E2.各指标的标准化值与其指标对应的由系数矩阵提供的系数相乘，再相加得到各个因子得分f_i，即：其中u_ni为第n项原始指标所对应的第i个因子的系数，共有m项原始指标；E3.根据因子权重，进行加权汇总，即：其中S_i％为第i个因子的权重；得到用户的综合得分f后，进行百分制数值转换得到用户成绩，即平衡能力的综合得分。