CN110680334A - 适用于起立行走测试的评估系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于起立行走测试的评估系统及方法，包括：坐站区感应单元、行走区感应单元、计算处理单元以及MCU记录单元；所述坐站区感应单元包括：薄膜压力传感器部件102、用户坐位部件101；所述行走区感应单元包括：第一光电传感器部件201、第二光电传感器部件202以及行走扶手部件203；本发明能够在多传感器自动触发计时，采用压力传感器与光电传感器，对不同的阶段进行分段计时，本发明能够保证完成起立计时、行走计时、转身计时、坐下计时，四个不同阶段的时间参数全部记录；本发明能够加入压力板传感器，收集足底的压力分布状况；本发明能够利用计算机根据量表自动计算结果显示。
Description
技术领域
本发明涉及测试评估系统，具体地，涉及适用于起立行走测试的评估系统及方法。
背景技术
“起立-行走”计时测试评定方法很简单，只需要一张有扶手的椅子和一个秒表(没有秒表时用普遍的带有秒针的手表也可以)。评定时患者着平常穿的鞋，坐在有扶手的靠背椅上(椅子座高约45cm，扶手高约20cm)，身体靠在椅背上，双手放在扶手上。如果使用助行具(如手杖、助行架)，则将助行具握在手中。在离座椅3米远的地面上贴一条彩条或划一条可见的粗线或放一个明显的标记物。当测试者发出“开始”的指令后，患者从靠背椅上站起。站稳后，按照平时走路的步态，向前走3米，过粗线或标记物处后转身，然后走回到椅子前，再转身坐下，靠到椅背上。测试过程中不能给予任何躯体的帮助。测试者记录患者背部离开椅背到再次坐下(靠到椅背)所用的时间(以秒为单位)以及在完成测试过程中出现可能会摔倒的危险性。正式测试前，允许患者练习1～2次，以确保患者理解整个测试过程。评分标准为：除了记录所用的时间外，对测试过程中的步态及可能会摔倒的危险性按以下标准打分。1分为正常；2分为非常轻微异常；3分为轻度异常；4分为中度异常；5分为重度异常。以上步骤完全由人工完成，且无法知道病因。因此，有必要设计一种自动起立行走计时评估测试系统，并进一步分析病因。
专利文献CN109247946A公开了一种虚拟现实体适能评估系统，包括处理器以及分别于所述处理器连接的穿戴设备、输入设备、握力计、肌张力测定设备、角度测量计、风力传感器、心肺功能检测装置以及显示装置。本发明提供的虚拟现实体适能评估系统，基于虚拟现实技术对测试人体的“体适能”进行检测，身体素质测试内容包括上肢肌肉力量、下肢肌肉力量、上肢柔韧性、下肢柔韧性、静态平衡、动态平衡、起立行走、心肺耐力以及肌肉力量，并且该系统会对测试人体的上述各种信息进行判断并生成相应的建议生活列表。该专利并未针对“起立-行走”计时测试进行相应的评估。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于起立行走测试的评估系统及方法。
根据本发明提供的一种适用于起立行走测试的评估系统，包括：坐站区感应单元、行走区感应单元、计算处理单元以及MCU记录单元；所述坐站区感应单元包括：薄膜压力传感器部件102、用户坐位部件101；所述行走区感应单元包括：第一光电传感器部件201、第二光电传感器部件202以及行走扶手部件203；薄膜压力传感器部件102设置于坐站区感应单元的底部；所述用户坐位部件101设置于薄膜压力传感器部件102的上面；所述第一光电传感器部件201、第二光电传感器部件202以及行走扶手部件203设置于行走区感应单元的上部；所述第一光电传感器部件201设置于行走扶手部件203上靠近坐站区感应单元的一端；所述第二光电传感器部件202设置于行走扶手部件203上远离坐站区感应单元的一端；薄膜压力传感器部件102、第一光电传感器部件201以及第二光电传感器部件202与MCU记录单元分别相连；MCU记录单元包括：计算处理单元；所述计算处理单元能够分析、评估用户的起立行走状况。
优选地，适用于起立行走测试的评估系统还包括：转身区单元；所述转身区单元包括：提示单元301；所述提示单元301能够提示用户进行设定的起立行走测试。
优选地，所述坐站区感应单元还包括：坐站扶手部件103；坐站扶手部件103能够限定用户坐下的位置。
优选地，行走区感应单元还包括：行走台部件204；所述行走台部件204能够限定用户行走轨迹。
优选地，转身区单元还包括：转身台部件302、转身扶手部件303；所述转身台部件302、转身扶手部件303能够限定用户转身的位置。
根据本发明提供的一种适用于起立行走测试的评估方法，包括：足底压力获取步骤：根据第一足底压力参数，获取用户步态信息、用户开始时间信息；行走开始记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、系统开始计时参数、用户开始时间信息，获取用户坐站动作时间信息；第一行程记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、第二光电传感器第一记录参数，获取用户第一行走时间信息；起立行走评估步骤：根据用户步态信息、用户坐站动作时间信息以及用户第一行走时间信息，获取用户步态状态信息、用户起立行走状态信息。
优选地，适用于起立行走测试的评估方法还包括：转身记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、第二光电传感器第二记录参数，获取用户转身时间信息；第二行程记录步骤：根据第二光电传感器第二记录参数、第一光电传感器第二记录参数，获取用户第二行走时间信息；转身坐下记录步骤：根据第二足底压力参数、第一光电传感器第二记录参数，获取用户转身坐下时间信息。
优选地，所述起立行走评估步骤包括：全面起立行走评估步骤：根据用户步态信息、用户坐站动作时间信息、用户第一行走时间信息、用户转身时间信息、用户第二行走时间信息以及用户转身坐下时间信息，获取用户步态状态信息、用户起立行走状态信息。
优选地，适用于起立行走测试的评估方法还包括：可视图表步骤：根据用户步态状态信息、用户起立行走状态信息，获取足底压力分布图表信息、用户起立行走状态图表信息。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够在多传感器自动触发计时，采用压力传感器与光电传感器，对不同的阶段进行分段计时，本发明能够保证完成起立计时、行走计时、转身计时、坐下计时，四个不同阶段的时间参数全部记录；
2、本发明能够加入压力板传感器，收集足底的压力分布状况；
3、本发明能够利用计算机根据量表自动计算结果显示。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的功能模块示意图。
图3为本发明的流程示意图。
图中：
101:用户坐位部件 203:行走扶手部件
102:压力传感器部件 204:行走台部件
103:坐站扶手部件 301:提示单元
201:第一光电传感器部件 302:转身台部件
202:第二光电传感器部件 303:转身扶手部件
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2所示，根据本发明提供的一种适用于起立行走测试的评估系统，包括：坐站区感应单元、行走区感应单元、计算处理单元以及MCU记录单元；所述坐站区感应单元包括：薄膜压力传感器部件102、用户坐位部件101；所述行走区感应单元包括：第一光电传感器部件201、第二光电传感器部件202以及行走扶手部件203；薄膜压力传感器部件102设置于坐站区感应单元的底部；所述用户坐位部件101设置于薄膜压力传感器部件102的上面；所述第一光电传感器部件201、第二光电传感器部件202以及行走扶手部件203设置于行走区感应单元的上部；所述第一光电传感器部件201设置于行走扶手部件203上靠近坐站区感应单元的一端；所述第二光电传感器部件202设置于行走扶手部件203上远离坐站区感应单元的一端；薄膜压力传感器部件102、第一光电传感器部件201以及第二光电传感器部件202与MCU记录单元分别相连；MCU记录单元包括：计算处理单元；所述计算处理单元能够分析、评估用户的起立行走状况。
优选地，适用于起立行走测试的评估系统还包括：转身区单元；所述转身区单元包括：提示单元301；所述提示单元301能够提示用户进行设定的起立行走测试。
优选地，所述坐站区感应单元还包括：坐站扶手部件103；坐站扶手部件103能够限定用户坐下的位置。
优选地，行走区感应单元还包括：行走台部件204；所述行走台部件204能够限定用户行走轨迹。
优选地，转身区单元还包括：转身台部件302、转身扶手部件303；所述转身台部件302、转身扶手部件303能够限定用户转身的位置。
具体地，在一个实施例中，如图1所示，适用于起立行走测试的评估系统包括：坐站区，行走区、转身区、计算机、光电传感器、压力薄膜传感器以及坐垫压力传感器等器件；行走区长3米；
坐站区包括：坐垫；薄膜压力传感器；坐站扶手；
行走区包括：光电传感器1，光电传感器可以检测人是否经过；光电传感器2；行走扶手；行走台；
转身区包括：大屏显示器，采用大屏幕可以让3米外的使用者看清屏幕内容；转身台；转身扶手；
计算机有相应的应用软件，软件可以提示和指导使用者如何使用，并在使用后自动对结果进行评分；
光电传感器可以检测人经过，并触发MCU的程序；
当人由坐到站后，压力薄膜传感器可以对人站立时的足底压力进行检测，并将数据传给计算机，进行足底压力成像，通过左右脚的对比来分析是否存在步态异常。由此进行一个初期的病因判断。
坐垫压力传感器通过压力值可以用于判断使用者是否坐稳。
如图3所示，根据本发明提供的一种适用于起立行走测试的评估方法，包括：足底压力获取步骤：根据第一足底压力参数，获取用户步态信息、用户开始时间信息；行走开始记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、系统开始计时参数、用户开始时间信息，获取用户坐站动作时间信息；第一行程记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、第二光电传感器第一记录参数，获取用户第一行走时间信息；起立行走评估步骤：根据用户步态信息、用户坐站动作时间信息以及用户第一行走时间信息，获取用户步态状态信息、用户起立行走状态信息。
优选地，适用于起立行走测试的评估方法还包括：转身记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、第二光电传感器第二记录参数，获取用户转身时间信息；第二行程记录步骤：根据第二光电传感器第二记录参数、第一光电传感器第二记录参数，获取用户第二行走时间信息；转身坐下记录步骤：根据第二足底压力参数、第一光电传感器第二记录参数，获取用户转身坐下时间信息。
优选地，所述起立行走评估步骤包括：全面起立行走评估步骤：根据用户步态信息、用户坐站动作时间信息、用户第一行走时间信息、用户转身时间信息、用户第二行走时间信息以及用户转身坐下时间信息，获取用户步态状态信息、用户起立行走状态信息。
优选地，适用于起立行走测试的评估方法还包括：可视图表步骤：根据用户步态状态信息、用户起立行走状态信息，获取足底压力分布图表信息、用户起立行走状态图表信息。
具体地，在一个实施例中，适用于起立行走测试的评估方法步骤如下：使用者先做在坐站区的坐垫上，然后操作者操作软件开始评估，使用者看着屏幕提示，显示开始后，先从坐垫上站起来，然后从坐站区经过行走区走到转身区，在转身区转身后在进过行走区走到坐站区转身坐下。至此整个过程结束，在实际使用时，可以重复使用2～3次，以此进行减小误差。
计时原理：当坐好后，坐垫上的压力传感器开始工作，当屏幕显示开始后，开始计时，当开始行走时，经过光电传感器1位置时，记录一个时间。这个时间即坐站动作的时间。当行走到光电传感器2时，触发MCU再记录一个时间。这样两个时间差为行走区的时间，可以进行第一次的3米行程测速。当使用转身再次经过光电传感器2时，再次触发MCU记录一个时间，与上一次触发的时间差为转身的时间。然后再次经过的光电传感器1时所记录的时间可以作为第二3米的测速。当再次回到坐站区转身坐下后，坐垫的压力传感器检测坐稳后记录最后的时间，与上一次记录的时间差为转身并由站到坐下的时间。最后通过总的时间进行起立行走的测试进行评分。分段时间可以判断是哪个阶段存在问题。并且足底压力提供了步态是否存在异常的证据。这样使医生的诊断更加有理有据。同时也改变了使用秒表的现状。使医疗正规化。
本发明能够在多传感器自动触发计时，采用压力传感器与光电传感器，对不同的阶段进行分段计时，本发明能够保证完成起立计时、行走计时、转身计时、坐下计时，四个不同阶段的时间参数全部记录；本发明能够加入压力板传感器，收集足底的压力分布状况；本发明能够利用计算机根据量表自动计算结果显示。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种适用于起立行走测试的评估系统，其特征在于，包括：坐站区感应单元、行走区感应单元、计算处理单元以及MCU记录单元；
所述坐站区感应单元包括：压力传感器部件(102)、用户坐位部件(101)；
所述行走区感应单元包括：第一光电传感器部件(201)、第二光电传感器部件(202)以及行走扶手部件(203)；
薄膜压力传感器部件(102)设置于坐站区感应单元的底部；
所述用户坐位部件(101)设置于薄膜压力传感器部件(102)的上面；
所述第一光电传感器部件(201)、第二光电传感器部件(202)以及行走扶手部件(203)设置于行走区感应单元的上部；
所述第一光电传感器部件(201)设置于行走扶手部件(203)上靠近坐站区感应单元的一端；
所述第二光电传感器部件(202)设置于行走扶手部件(203)上远离坐站区感应单元的一端；
薄膜压力传感器部件(102)、第一光电传感器部件(201)以及第二光电传感器部件(202)与MCU记录单元分别相连；
MCU记录单元包括：计算处理单元；
所述计算处理单元能够分析、评估用户的起立行走状况。
2.根据权利要求1所述的适用于起立行走测试的评估系统，其特征在于，还包括：转身区单元；
所述转身区单元包括：提示单元(301)；
所述提示单元(301)能够提示用户进行设定的起立行走测试。
3.根据权利要求1所述的适用于起立行走测试的评估系统，其特征在于，所述坐站区感应单元还包括：坐站扶手部件(103)；
坐站扶手部件(103)能够限定用户坐下的位置。
4.根据权利要求1所述的适用于起立行走测试的评估系统，其特征在于，行走区感应单元还包括：行走台部件(204)；
所述行走台部件(204)能够限定用户行走轨迹。
5.根据权利要求2所述的适用于起立行走测试的评估系统，其特征在于，转身区单元还包括：转身台部件(302)、转身扶手部件(303)；
所述转身台部件(302)、转身扶手部件(303)能够限定用户转身的位置。
6.一种适用于起立行走测试的评估方法，其特征在于，包括：
足底压力获取步骤：根据第一足底压力参数变化信息，获取用户步态信息、用户开始时间信息；
行走开始记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、系统开始计时行走参数、用户开始行走时间信息，以此获取用户坐站动作时间信息；
第一行程记录步骤：根据第一光电传感器第一记录参数、第二光电传感器第一记录参数，获取用户第一行走时间信息；
起立行走评估步骤：根据用户步态信息、用户坐站动作时间信息以及用户第一行走时间信息，获取用户步态状态信息、用户起立行走状态信息。
7.根据权利要求6所述的适用于起立行走测试的评估方法，其特征在于，还包括：
转身记录步骤：根据第二光电传感器第一记录参数、第二光电传感器第二记录参数，获取用户转身时间信息；
第二行程记录步骤：根据第二光电传感器第二记录参数、第一光电传感器第二记录参数，获取用户第二行走时间信息；
转身坐下记录步骤：根据第二足底压力参数变化信息、第一光电传感器第二记录参数，获取用户转身坐下时间信息。
8.根据权利要求7所述的适用于起立行走测试的评估方法，其特征在于，所述起立行走评估步骤包括：
全面起立行走评估步骤：根据用户步态信息、用户坐站动作时间信息、用户第一行走时间信息、用户转身时间信息、用户第二行走时间信息以及用户转身坐下时间信息，获取用户步态状态信息、用户起立行走状态信息。
9.根据权利要求8所述的适用于起立行走测试的评估方法，其特征在于，还包括：可视图表步骤：根据用户步态状态信息、用户起立行走状态信息，获取足底压力分布图表信息、用户起立行走状态图表信息。
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| CN114052718A (zh) * | 2020-08-03 | 2022-02-18 | 财团法人工业技术研究院 | 步态评估系统及步态评估方法 |
| CN114052718B (zh) * | 2020-08-03 | 2024-09-24 | 财团法人工业技术研究院 | 步态评估系统及步态评估方法 |
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