三维步态与运动分析系统的制作方法

文档序号:11621266阅读:321来源:国知局

本发明涉及一种三维步态与运动分析系统,可用于动作的评估、训练和肢体运动康复。



背景技术:

三维步态与运动分析系统可检测中枢神经损伤、周围神经损伤、骨关节疾病与外伤等患者行走时肢体和躯干的运动特征,可评估步行是否存在异常步态以及步态异常的性质和程度,为诊断异常步态原因和制订治疗方案提供依据。

三维步态与运动分析系统还可评定康复治疗和辅助器具使用的效果,也广泛用于体育训练、教学和科研。

传统的三维步态与运动分析系统采用在专用场地安装计算机和9个以上的高速光学摄像系统,价格昂贵,操作复杂耗时。

新一代的三维步态与运动分析系统,采用可穿戴运动传感器检测患者各肢体关节的运动,并上传到计算机进行分析和输出(含显示和报告打印),从而评估、诊断、训练患者肢体运动功能,对场地无特殊要求,可移动到室内或室外日常场所,价格低廉,操作简单快速,已得到临床广泛应用。

但是新一代的三维步态与运动分析系统还是有如下缺陷:

1)新一代的三维步态与运动分析系统的输出主要包含文字信息、显示关节角度变化的信号波形和计算机产生的骨骼图形,比较抽象、不容易解读,缺少同步的视频对照。

2)在传感器数据采集过程中,受测目标移动有时规则有时不规则,例如儿童在行走时有时会蹦蹦跳跳,此时的数据就不能反映日常步态,因此需要选择日常行走时的运动信号(有效运动信号)进行分析,但仅仅依靠抽象的运动传感器数据很难由操作者人为做出正确选择。

3)打印出的报告,除文字、波形和计算机图形外,缺少对应的视频截图照片,且没有采用高分辨率的打印机和高质量的纸,例如彩超用的打印机和打印纸,仅使用常规的打印机和打印纸,打印的质量低,也不容易长期保存。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种三维步态与运动分析系统,其能对动作数据进行记录和回放,且可对某一或某些时间段内的有效动作数据进行分析处理,避免因将无效动作数据混入有效动作数据中所引起的偏差或错误。

为实现上述目的,本发明提供一种三维步态与运动分析系统,包括:计算机,以及与计算机连接的摄像机和可穿戴传感器;

所述可穿戴传感器,其置于人体的待检测部位,检测对应待检测部位的动作数据,并将动作数据上传至计算机;

所述摄像机,其同步摄取人体的动作视频,并将动作视频上传至计算机;

所述计算机,其接收摄像机上传的动作视频和可穿戴传感器上传的动作数据,并以同一时间轴对动作视频和动作数据进行记录和回放;

所述计算机还包括:对动作数据进行分析处理的动作数据分析处理模块,以及设定上述时间轴中某一或某些时间段为有效时间段的有效时间段设置模块;

所述动作数据分析处理模块,其以有效时间段内的动作数据为有效动作数据,并对有效动作数据进行分析处理。

优选的,所述有效时间段由操作者通过有效时间段设置模块人为设定。

优选的,所述有效时间段由操作者根据动作视频人为判断。

优选的,所述计算机还包括动作模式判断模块;

所述动作模式判断模块,其对动作视频中的动作或可穿戴传感器上传的动作数据进行模式判断,将整个时间轴的动作分成多个动作模式,并以预设的有效动作模式对照表来判断各个动作模式是否为有效动作模式,并将有效动作模式在时间轴上对应的时间段发送至有效时间段设置模块;

所述有效时间段设置模块,其以动作模式判断模块所发送来的时间段为有效时间段。

优选的,所述计算机连接有高分辨率打印机,计算机生成包括文字、计算机图形和视频截图的报告,并通过高分辨率打印机将报告打印出来。

优选的,所述高分辨率打印机的分辨率不低于300dpi。

优选的,所述计算机连接有两个显示器,其中一个显示器显示动作视频,另一个显示器显示动作数据和/或其它信号。

优选的,所述可穿戴传感器为加速度检测装置、陀螺仪、磁力计、电生理信号检测装置、压力检测装置中的一种或几种。

优选的,所述摄像机为普通摄像机或高速摄像机。

优选的,所述摄像机至少为三台,并从不同角度摄取人体的动作视频。

优选的,所述摄像机为可移动设置。

优选的,所述计算机与移动台车结合在一起,构成一个工作站。

优选的,所述计算机还与异地计算机或异地智能化装置通信连接。

本发明提供的上述包括摄像机的三维步态与运动分析系统,其能对动作视频和动作数据进行同步记录和同步回放,且可对某一或某些时间段内的有效动作数据进行分析处理,避免因将无效动作数据混入有效动作数据中所引起的偏差或错误。

本发明提供的上述包括摄像机的三维步态与运动分析系统,其能根据临床实际需要,同步记录动作数据和动作视频,在对动作数据分析处理时,可以选择截取一段符合要求的有效动作数据进行分析处理,分析处理的结果,可通过高清打印机打印,并可打印出高分辨率的文字、图形和照片,使临床解读更加容易和准确,满足临床需要,更好地发挥了系统的作用。

本发明还提供另一种三维步态与运动分析系统,包括:计算机,以及与计算机连接的可穿戴传感器;

所述可穿戴传感器,其置于人体的待检测部位,检测对应待检测部位的动作数据,并将动作数据上传至计算机;

所述计算机,其接收可穿戴传感器上传的动作数据,并按时间轴来记录动作数据;

所述计算机还包括:对动作数据进行分析处理的动作数据分析处理模块,设定上述时间轴中某一或某些时间段为有效时间段的有效时间段设置模块,以及动作模式判断模块;

所述动作模式判断模块,其对可穿戴传感器上传的动作数据进行模式判断,将整个时间轴的动作分成多个动作模式,并以预设的有效动作模式对照表来判断各个动作模式是否为有效动作模式,并将有效动作模式在时间轴上对应的时间段发送至有效时间段设置模块;

所述有效时间段设置模块,其以动作模式判断模块所发送来的时间段为有效时间段;

所述动作数据分析处理模块,其以有效时间段内的动作数据为有效动作数据,并对有效动作数据进行分析处理。

优选的,所述可穿戴传感器为加速度检测装置、陀螺仪、磁力计、电生理信号检测装置、压力检测装置中的一种或几种。

优选的,所述计算机与移动台车结合在一起,构成一个工作站。

优选的,所述计算机还与异地计算机或异地智能化装置通信连接。

本发明提供的上述另一种三维步态与运动分析系统,能对动作数据进行记录和回放,且可对某一或某些时间段内的有效动作数据进行分析处理,避免因将无效动作数据混入有效动作数据中所引起的偏差或错误。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明三维步态与运动分析系统,可以采用自动模式识别,或者在同步视频的协助下进行人为识别。本发明具体实施的技术方案如下:

实施例1

一种三维步态与运动分析系统,包括:计算机,以及与计算机连接的摄像机和可穿戴传感器;

所述可穿戴传感器,其置于人体的待检测部位,检测对应待检测部位的动作数据,并将动作数据上传至计算机;

所述摄像机,其同步摄取人体的动作视频,并将动作视频上传至计算机;

所述计算机,其接收摄像机上传的动作视频和可穿戴传感器上传的动作数据,并以同一时间轴对动作视频和动作数据进行记录和回放;

所述计算机还包括:对动作数据进行分析处理的动作数据分析处理模块,以及设定上述时间轴中某一或某些时间段为有效时间段的有效时间段设置模块;

所述动作数据分析处理模块,其以有效时间段内的动作数据为有效动作数据,并对有效动作数据进行分析处理;

所述有效时间段由计算机操作者通过有效时间段设置模块人为设定,且有效时间段可由计算机操作者根据动作视频人为判断。

实施例2

一种三维步态与运动分析系统,包括:计算机,以及与计算机连接的摄像机和可穿戴传感器;

所述可穿戴传感器,其置于人体的待检测部位,检测对应待检测部位的动作数据,并将动作数据上传至计算机;

所述摄像机,其同步摄取人体的动作视频,并将动作视频上传至计算机;

所述计算机,其接收摄像机上传的动作视频和可穿戴传感器上传的动作数据,并以同一时间轴对动作视频和动作数据进行记录和回放;

所述计算机还包括:对动作数据进行分析处理的动作数据分析处理模块,以及设定上述时间轴中某一或某些时间段为有效时间段的有效时间段设置模块;

所述动作数据分析处理模块,其以有效时间段内的动作数据为有效动作数据,并对有效动作数据进行分析处理;

所述计算机还包括动作模式判断模块;

所述动作模式判断模块,其对动作视频中的动作或可穿戴传感器上传的动作数据进行模式判断,将整个时间轴的动作分成多个动作模式,并以预设的有效动作模式对照表来判断各个动作模式是否为有效动作模式,并将有效动作模式在时间轴上对应的时间段发送至有效时间段设置模块;

所述有效时间段设置模块,其以动作模式判断模块所发送来的时间段为有效时间段。

实施例1和实施例2的三维步态与运动分析系统,能对动作视频和动作数据进行同步记录和同步回放,且可对某一或某些时间段内的有效动作数据进行分析处理,避免因将无效动作数据混入有效动作数据中所引起的偏差或错误。

在实施例1和实施例2的基础上,进一步的优化方案如下:

优选的,所述计算机连接有高分辨率打印机,计算机生成包括文字、计算机图形和视频截图的报告,并通过高分辨率打印机将报告打印出来。

优选的,所述高分辨率打印机的分辨率不低于300dpi。

优选的,所述计算机连接有两个显示器,其中一个显示器显示动作视频,另一个显示器显示动作数据和/或其它信号。

优选的,所述可穿戴传感器为加速度检测装置、陀螺仪、磁力计、电生理信号检测装置、压力检测装置中的一种或几种。

优选的,所述摄像机为普通摄像机或高速摄像机。

优选的,所述摄像机至少为三台,并从不同角度摄取人体的动作视频。

优选的,所述摄像机为可移动设置。

优选的,所述计算机与移动台车结合在一起,构成一个工作站。

优选的,所述计算机还与异地计算机或异地智能化装置通信连接。

基于上述优化方案,本发明提供的包括摄像机的三维步态与运动分析系统,其能根据临床实际需要,同步记录动作数据和动作视频,在对动作数据分析处理时,可以选择截取一段符合要求的有效动作数据进行分析处理,分析处理的结果,可通过高清打印机打印,并可打印出高分辨率的文字、图形和照片,使临床解读更加容易和准确,满足临床需要,更好地发挥了系统的作用。

实施例3

一种三维步态与运动分析系统,包括:计算机,以及与计算机连接的可穿戴传感器;

所述可穿戴传感器,其置于人体的待检测部位,检测对应待检测部位的动作数据,并将动作数据上传至计算机;

所述计算机,其接收可穿戴传感器上传的动作数据,并按时间轴来记录动作数据;

所述计算机还包括:对动作数据进行分析处理的动作数据分析处理模块,设定上述时间轴中某一或某些时间段为有效时间段的有效时间段设置模块,以及动作模式判断模块;

所述动作模式判断模块,其对可穿戴传感器上传的动作数据进行模式判断,将整个时间轴的动作分成多个动作模式,并以预设的有效动作模式对照表来判断各个动作模式是否为有效动作模式,并将有效动作模式在时间轴上对应的时间段发送至有效时间段设置模块;

所述有效时间段设置模块,其以动作模式判断模块所发送来的时间段为有效时间段;

所述动作数据分析处理模块,其以有效时间段内的动作数据为有效动作数据,并对有效动作数据进行分析处理。

优选的,所述可穿戴传感器为加速度检测装置、陀螺仪、磁力计、电生理信号检测装置、压力检测装置中的一种或几种。

优选的,所述计算机与移动台车结合在一起,构成一个工作站。

优选的,所述计算机还与异地计算机或异地智能化装置通信连接。

实施例3的三维步态与运动分析系统,能对动作数据进行记录和回放,且可在没有同步视频的条件下进行动作模式判断,筛选出有效动作数据,对某一或某些时间段内的有效动作数据进行分析处理,避免因将无效动作数据混入有效动作数据中所引起的偏差或错误。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰(例如所述计算机可以为ipad甚至是智能手机),这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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