一种平衡能力检测方法与流程

本发明涉及医疗康复领域，具体为一种平衡能力检测方法。

背景技术：

平衡能力作为人体的一项重要生理机能，是维持人体日常行走、站立等静态或动态姿势的基本条件，尤其在一些竞技类体育项目的运动过程中更起着关键作用。人体在不同年龄段其平衡能力也会随着生理因素的影响逐渐发生改变。通过平衡能力测试可以评估人体现阶段的平衡能力水平，在医疗康复领域对于一些平衡障碍患者的康复训练也有一定的参考靠价值。

目前有关平衡能力测试的方案层出不穷，但相关派生指标不断衍生，部分指标之间发生重叠，引入的评价指标过于片面单一，所构建的评分公式很难全面准确的评定人体平衡能力，导致评价标准变得更加繁杂。

技术实现要素：

发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明提供了一种平衡能力检测方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种平衡能力检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：准备检测装置，所述检测装置包括采集模块、传输模块及数据处理模块；

所述采集模块包括平衡压力板，所述平衡压力板为重心变化感知装置，所述平衡压力板背面内部四角处分别设有压力传感器、采集电路、调理电路及ad转换电路，所述采集电路用于将压力传感器的压力变化转换为模拟电信号，所述调理电路用于将模拟电信号放大去噪，所述ad转换电路用于将模拟电信号转换为数字信号；

所述传输模块包括蓝牙传输模块，用于将从采集模块接收的数字信号传输至数据处理模块，所述数据处理模块包括计算机；

s2：开启检测装置并使被测人睁眼双脚站立于所述平衡压力板支撑面上，采集左右方向动摇平均速度的数据；

s3：使被测人闭眼双脚站立于所述平衡压力板支撑面上，采集左右方向动摇平均速度的数据；

s4：使被测人睁眼左脚站立于所述平衡压力板支撑面上，采集左右方向动摇平均速度、轨迹包络面积、前后方向动摇平均速度、前后方向动摇径的数据；

s5：使被测人闭眼左脚站立于所述平衡压力板支撑面上，采集左右方向动摇平均速度、轨迹包络面积的数据；

s6：使被测人闭眼右脚站立于所述平衡压力板支撑面上，采集左右方向动摇平均速度、前后方向动摇平均速度的数据；

s7：将以上所测指标的数据代入平衡能力测算公式中计算出个人平衡能力得分；

s8：将步骤s7所获得的平衡能力得分按等级进行划分，确定被测人的平衡能力等级。

进一步地，所述s7中平衡能力测算公式为：

s＝0.523*(0.916x1+0.897x2+0.771x3+0.719x4)+0.306*(0.849x5+0.816x6+0.799x7+0.795x8)+0.171*(0.941x9+0.928x10)。

进一步地，所述s8中等级划分确定为：平衡能力得分小于3.2为差，大于3.2小于4.6为较差，大于4.6小于6为一般，大于6小于7.6为良好，大于7.6为优秀。

进一步地，所述平衡压力板两侧设有防护栏杆，所述平衡压力板前方2.5米处设有视觉标识点。

本发明实现以下有益效果：

本发明给出了一套标准规范的测量方法，同时经过对指标的筛选处理，选出了能综合反映平衡能力的指标，使整个平衡评定过程变得简单可靠。本发明通过仪器测试法进行平衡能力测量，平衡压力板作为测试平衡能力的设备已在国内外得到了广泛认可，可以精确定量的反应站立时人体重心的前后、左右动摇数据和轨迹变化数据。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明中平衡压力板结构示意图；

图2为本发明中检测装置的信号传递原理图；

图3为本发明中平衡能力检测方法的流程图。

图中：1-平衡压力板、2、平衡压力板支撑面、3-防护栏杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参加图1-3，一种平衡能力检测方法，测试前需先告知被测人的总体试验流程，采集被测人的身高、体重、年龄等数据，具体测试流程如下：

s1：准备检测装置，检测装置包括采集模块、传输模块及数据处理模块。

采集模块为平衡压力板1，平衡压力板1为重心变化感知装置，其四周设有4根防护栏杆3，以防止被测人因失去平衡而摔倒，在平衡压力板1前方2.5米处设有视觉标识点，测试时要求被测人双目平视该标记，不可扭头或观测其他物件。

平衡压力1板背面内部四角处分别设有压力传感器、采集电路、调理电路及ad转换电路，当平衡压力板1感受到压力变化时，压力值会随着被测人身体重心的移动发生改变，采集电路将压力传感器的压力变化转换为模拟电信号，并通过调理电路将微弱的模拟电信号放大去噪，然后经a/d转换变成数字信号。

传输模块为蓝牙传输模块，数据处理模块为计算机，计算机内安装有平衡能力分析软件，蓝牙传输模块将从采集模块接收的数字信号传输给计算机，平衡能力分析软件将其转换为重心坐标实时位置并绘制重心移动轨迹图，在显示器上实时展示。

s2：开启检测装置并使被测人睁眼双脚静立于平衡压力板支撑面2上，双手自然下垂，双目平视前方设定的标识物，测试时间15秒，采集左右方向动摇平均速度的数据。

s3：使被测人闭眼双脚静立于平衡压力板支撑面2上，双手自然下垂，测试时间15秒，采集左右方向动摇平均速度的数据。

s4：使被测人睁眼左脚静立于平衡压力板支撑面2上，右脚屈膝抬起，置于平衡压力平板支撑面2上方约20-30厘米，双手自然下垂，双目平视前方设定的标识物，测试时间15秒，采集左右方向动摇平均速度、轨迹包络面积、前后方向动摇平均速度、前后方向动摇径的数据。

s5：使被测人闭眼左脚静立于平衡压力板支撑面2上，左脚屈膝抬起，置于平衡压力平板支撑面2上方约20-30厘米，双手自然下垂，测试时间15秒，采集左右方向动摇平均速度、前后方向动摇平均速度的数据。

s6：使被测人闭眼右脚静立于平衡压力板支撑面2上，左脚屈膝抬起，置于平衡压力板支撑面2上方约20-30厘米，双手自然下垂，测试时间15秒，采集左右方向动摇平均速度、前后方向动摇平均速度的数据。

s7：整理汇总以上步骤所采集的各指标数据，将以上所测指标的数据代入以下公式计算出个人平衡能力得分：

s＝0.523*(0.916x1+0.897x2+0.771x3+0.719x4)+0.306*(0.849x5+0.816x6+0.799x7+0.795x8)+0.171*(0.941x9+0.928x10)

该公式中：s代表平衡能力得分，x1代表闭眼右脚左右方向动摇平均速度；x2代表闭眼右脚前后方向动摇平均速度；x3代表闭眼左脚左右方向动摇平均速度；x4代表闭眼左脚轨迹包络面积；x5代表睁眼左脚轨迹包络面积；x6代表睁眼左脚左右方向动摇平均速度；x7代表睁眼左脚前后方向动摇径；x8代表睁眼左脚前后方向动摇平均速度；x9代表睁眼双脚左右方向动摇平均速度；x10代表闭眼双脚左右方向动摇平均速度。

s8：将s7中所获得的平衡能力得分(s值)按下表进行等级划分，可确定被测人的平衡能力等级：

平衡能力等级划分表

上表中将人群体的平衡能力划分为了5个等级，即：优秀、良好、一般、较差、差。其中“优秀”代表平衡能力的最高水平，“差”代表平衡能力的最低水平，每一级别均有与其相匹配的平衡得分数值范围。

在此方法过程中每个项目测试完毕后给予被测人不低于3分钟的休息时间。

本方法的检测原理：人体静态站立维持身体平衡的过程其本质是保持身体重心的投影位于支撑基础面内，在该阶段身体重心会有无规律性的摇摆晃动。现有设备还难以实现直接对人体重心的运动轨迹进行测量，替代方案是通过平衡压力板1来测量压力中心的摆动轨迹。当人体静立于平衡压力板上支撑面2上时，身体重力会通过足部直接作用于平衡压力板1，因为重力的方向是始终垂直于地面的，因此足底压力中心点与身体重心在平衡压力板支撑面2上的投影点是重合的。测量压力中心点在支撑基础面内的运动轨迹可用来反映身体重心在其水平面内的摆动情况，由此可实现对平衡能力的评估。

平衡压力板支撑面2内的中心点被定义为实时运动轨迹坐标系内的原点位置，相应的水平和竖直方向分别代表x轴(左右方向)和y轴(前后方向)，压力中心的轨迹变化可通过该坐标系来确定。

本方法测试了6种姿态下的站姿平衡能力，用相关性分析，差异性分析，主成分分析筛选最终得到10个可以客观反映平衡能力的指标，定义为平衡能力参考指标。根据主成分分析的权重和因子载荷矩阵旋转得到的因子载荷整理出评分公式。综合上文的实验方法、实验结果的处理以及最后的个人得分计算公式组可以初步建立站姿平衡能力评价体系，对被测人进行测试，最终计算出被测人的最终平衡得分，对应到划分的5个站姿平衡能力评估标准等级中。此方法可以通过简单的测试和计算定性和定量评估被测人平衡能力，比传统观察和量表法更为精确可信，有较高的实用价值。对人体静态和动态平衡的相关研究和临床应用比如检测平衡障碍、平衡康复诊断以及预测跌倒风险有一定参考价值和启发性，未来可以做更深入的研究和探索。

其中，个人得分计算和评估体系建立方法：

步骤1：通过随机采样100人统计调查的数据分析，整理各项指标的数据。

步骤2：计算各主成分分值。

ti＝∑λax(i＝1、2、3)

ti表示三个主成分因子加权的评分指标的得分，x表示每个人实验测试值，λa为载荷系数，根据因子载荷矩阵(因子载荷矩阵为通过累计实验得出数据，在此处不展开描述具体过程)得出以下公式：

t1＝0.916(x1)+0.897(x2)+0.771(x3)+0.719(x4)

t2＝0.849(x5)+0.816(x6)+0.799(x7)+0.795(x8)

t3＝0.941(x9)+0.928(x10)

步骤3：根据特征值λi(λi为累计实验数据，在此处不展开描述)计算加权系数μi：

μi＝λi/∑λii＝1，2，3

计算可得μ1＝0.523，μ2＝0.306，μ3＝0.171

得出平衡能力测算公式为：

s＝0.523*(0.916x1+0.897x2+0.771x3+0.719x4)+0.306*(0.849x5+0.816x6+0.799x7+0.795x8)+0.171*(0.941x9+0.928x10)。

最终对综合得分做频数分析，将所有测试者的综合得分划分为5个等级，使每个等级人数占被测人总人数的20％。按得分从高到低，依次定为优秀、良好、一般、较差、差，得出每个等级对应的最终得分范围，依照评价标准可确定静态平衡能力所在的等级，依此评价标准，当新的被测人参与试验，即可依据上文的公式直接计算其个人得分，划分不同的平衡能力等级。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。