研究一種基于助力機器人系統的人機交互控制應用的步態識別方法搭建一套應用于助力機器人的人體運動識別系統。基于足底壓力人體運動識別檢測機理研究;足底壓力采集硬件平臺;搭建基于足底壓力參數的特征提取方法研究;人體運動識別算法研究。可穿戴式采集裝置系統設計采集足底多路壓力信號;足底關鍵位置粘貼傳感器使用無線傳輸數據;消除接線對運動范圍的限制系統操作簡單;被試者無需進行其他操作。通過分析足底壓力信息中的潛在規律,提取步態特征參數。運用構造分類器, 建立特征參數與運動行為之間的關系。足壓測試能準確評估足部壓力分布,為運動愛好者提供科學依據,預防運動損傷。買足壓
4~6歲兒童在站立時,足跟部、前足及中足部壓力占整個足壓力的百分比分別為61%、35%和4%。兒童早期足畸形如扁平足、內翻足、外翻足、足內旋、足外旋的初步診斷和穿戴矯形器前后的效果評估。腦癱兒童尖足,交叉步態、偏癱步態及異常短促步態做出評價和康復后效果評估。先天性馬蹄足、先天性髖關節脫位等下肢畸形手術前后的客觀評定手段。芯康生物品牌已包括足底壓力步態分析系統、動靜態功能評估及訓練系統、三維動態脊柱及姿態評估系統、糖尿病足動力檢測系統等6大類共13款產品。買足壓將步態周期分為足跟著地、全足著地、站立中期、足跟離地、足尖離地、加速期、邁步中期、減速期共八個時期。
足底壓力是人體在靜止站立或者動態運動時,在自身重力的作用下,足底在垂直方向上受到的一個地面的反作用力。
足底壓力的大小與分布狀況能直觀反映人體腿、足結構、功能及整個身體姿勢控制等信息。足底壓力步態分析系統則是運用壓力傳感器對人體在靜止或者動態過程中足底壓力的力學、幾何學以及時間參數值進行測定,對不同狀態下的足底壓力參數進行分析研究,揭示不同的足底壓力分布特征和模式。
通過足底壓力步態分析系統的測試,我們可以清楚地看到足部的壓力分布,能夠提前對足壓分布較大的區域采取干預措施,防止因壓力過大而造成的疼痛或者損傷的出現。
目測步態分析法是指不借用任何儀器,分析者通過直接注意某一關節或身體的某一節段來達到步態分析的目的的方法,多數是通過檢查表或簡要描述的方式完成,檢查者需要記錄步態周期中存在的問題及其原因。1.分析方法為了更好地識別步態是否異常及對異常原因進行分析,就必須先熟悉在一個步態周期內各個不同階段,不同時期髖、膝、踝、足關節的角度,參與的肌肉活動等情況,以下分別從矢狀面、額狀面、水平面進行分析。(1)矢狀面分析維持正常步態的條件是:髖關節屈曲至少要有30度,后伸達10度,膝關節能充分伸展,并能屈曲達60度,踝關節跖屈約20度,背伸至少有15度,為了維持這些關節活動范圍,在步態周期不同階段由不同的肌肉參與活動,若肌肉無力,將會出現不同的異常步態及相應代償情況。踝足、膝和髖關節的矢狀面分析結果分別見表4~6。足底壓力是指腳底受到的壓力或應力。它通常與站立、行走或跑步等日常活動有關。
(1)選擇環境選擇病人行走的地方,并測量準備讓病人走的距離。確定觀察者自己的位置,以便能看到觀察對象的全貌。如果拍照,相機應當放在能看到病人下肢、腳以及從矢狀面和冠狀面都能看到頭和軀干的地方,即觀察者與觀察對象成45度角較合適。(2)觀察順序分別從矢狀面(側面)或額狀面(前、后)觀察,觀察時可集中注意力在步態周期的某一部分某節段,不要從一個節段跳到另一個節段或從一個期跳到另一個期。(3)兩側對比如偏癱病人等大多數雖只有一側受累,但身體另一側也可能會受到影響,因此要觀察兩側,自身對比。遠程醫療平臺將足壓數據上傳至云端,醫生遠程評估患者康復進展或糖尿病足風險。國內足壓分析
足底壓力分析技術在近年來發展迅速,廣泛應用于醫療康復、運動科學、智能鞋類設計等領域。買足壓
平板式足底壓力步態分析系統所用的壓力平板就是將壓力傳感器整合在平板內部,將平板事先鋪好于地面,待測試者作用于該表面進行測量,可以用于靜態、動態足底狀況和身體平衡能力的分析。壓力平板尤其是走道式提供了足部接觸平板的方向信息,例如腳在時間和空間中的觸地方式,適用于固定場景測試。其優勢是內置的傳感器數量多每平方厘米傳感器數量大于等于4個,測量數據更精確量程200N/CM2頻率400HZ,且使用壽命更長無易損耗件,經濟效益高。足底壓力測試應用方向,可以應用于生物力學研究,對運動員進行足底壓力定量評估,評價下肢用力的合理性,以及身體用力的協調性,從而提高運動表現,降低損傷風險;可以通過對患者動態和靜態監測,通過足底壓力步態分析的數據與曲線鑒別,為制定整體健康恢復計劃提供客觀依據;對糖尿病人群的足底壓力變化進行監測,發現糖尿病足高危人群,對潰瘍高風險人群通過專業的分析軟件提供矯治鞋墊干預措施進行早期防護、跟蹤隨訪,減少截肢率;可對扁平足、高弓足、跟外翻、拇外翻、足底筋膜炎等足部疾病進行診斷輔助;矯形器、矯形鞋墊等矯形設備的設計;運動鞋的開發和設計。買足壓