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基于惯性传感器的PD患者运动功能评价的研究

乔子晏  
【摘要】:随着我国老龄化社会的逐步到来,帕金森患者越来越多。而帕金森病会损害患者的运动技能,导致其运动障碍,甚至有致残性。这不仅严重影响患者的生活质量和身心健康,并给家庭和社会都带来巨大的负担。帕金森患者的运动功能评价是康复治疗的重要内容,其对评估药物效果,指导制定治疗方案和辅助诊断等具有重要作用。目前临床上主要依靠UPDRS等评分量表对各项指标进行打分,来评价患者的运动功能。该方法存在主观性较强、细微变化不易被发现以及耗时较长等缺点,所以,通过对患者运动特征的客观评价来更好地在临床上管理患者非常重要。而考虑到惯性传感器具有轻量、便携、低耗等特点,本文使用基于三轴加速度计和三轴陀螺仪的惯性传感器来测量和评价患者的运动功能。本文对基于惯性传感器的帕金森患者运动功能评价进行研究。将传感器的数据采集终端的5个子节点佩戴在人体不同部位,采集人体运动时的三轴加速度和三轴角速度信号,对这些信号进行分析处理,最终评价人体的运动功能。本文的主要工作为在对数据采集系统中的上位机软件进行完善和改进之后,采集大量的实验数据来构建数据库,并使用本文中实现的算法来处理数据。信号分析处理过程为:对信号进行预处理,再提取和识别出动作信号,然后从步行、静态平衡、姿势转换和关节活动四个方面计算人体的运动参量,分析评价其运动功能。为了验证参量计算的准确性,本文设计了一些实验来进行验证,结果证明算法的准确度较高。在本文中,计算了来自不同程度的帕金森患者和健康老人的运动参量,并对结果进行分析讨论,筛选出了差异显著的参量,结果表明可以通过这些运动参量评价人体的运动功能,进而辅助医生对PD患者进行早期诊断,以及了解其病情严重程度,对其进行及时准确的治疗,延缓疾病的进展。


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