《用於康複評估的步態特徵提取新方法》是依託上海大學，由錢晉武擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用於康複評估的步態特徵提取新方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：錢晉武
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
步態運動學參數的精確評估是臨床需求明確但學術技術界沒有很好解決的問題。本課題將通過研究基於標誌點和運動捕捉儀的步態參數測量技術、研究腳部標誌點和C-空間與關節空間映射方法相結合的步態關節參數獲取新方法，得到精確描述步態特徵的多維時間序列。利用臨床評估和現有醫學診斷技術指標的數學表征和步態相關性研究，得到神經疾病與步態特徵的關聯測度。通過研究經驗模態分解、樣本熵、功率譜及其改進手段在步態時序特徵分析中的套用、發現步態時序中性狀變化的關鍵閾值對臨床疾病顯著性指向的影響。研究結果將為步行康復和給藥評估提供解決方案，並發展出計算機輔助步態評估和檢測系統。此外，還為神經疾病（如帕金森症）的早期篩查和檢測準備預研基礎。為系統開展高水平的複雜醫工學研究和推進機制轉變的早期預警方面的研究準備學術和技術基礎。
結題摘要
步態運動學參數的精確評估是臨床需求明確但學術技術界沒有很好解決的問題。本課題對人體步態運動測量與特徵提取的關鍵技術進行深入研究，構建了一種新的步態運動測量系統方案，提出了新的步態特徵提取與評估方法。主要包括以下幾個方面： 1. 通過人體下肢環節和關節的合理簡化，建立了人體下肢多剛體運動學模型，推導了人體下肢各個環節的運動方程，以及足部的空間運動與下肢關節轉角之間的關係。在下肢運動學分析的基礎上，研究了新的標誌點設定方案和測量布局形式，構建了基於Optotrak Certus運動捕捉系統方案，縮短測前準備時間，減小測量場地。 2. 構造下肢運動的約束方程，建立了關節位置、模型幾何參數的擬合算法，以及步態運動參數的提取算法，克服了傳統步態測量系統的局限性，使步態測量系統的標識點布局不依賴與解剖學關鍵點的人工定位，無需人工測量下肢長度，從而在簡化測量過程的同時，有助於減小標誌點布置所造成的人為誤差的影響，提高實驗間重複測量信度。 3. 結合認知科學中的Tau理論，在對其基本策略分析的基礎上，創新性的提出了改進的內部Tau引導策略——內部Tau-J引導策略。通過套用Tau策略對足部運動的分析及實驗驗證，提出了一個簡單、靈敏、可解釋性強的單參數指標以表征人體步行姿態控制性能，對探究造成步態異常的內在神經與認知機制有重要意義。 4. 通過對健康老年人和帕金森症患者的步態實驗分析，研究了基於頻段能量密度和小波熵的步態特徵提取與評估方法，從而進一步挖掘足部運動中所蘊含的步態特徵信息。實驗結果表明，該方法不僅能夠靈敏地捕捉到步態變化的深層次有用信息，還能反映帕金森震顫的特徵。對帕金森症的步態評估，這種方法表現出了獨特的優點。 綜上，本課題提出了新的測量方案和新的算法，以及新的步態特徵提取與評估方法，為改進步行康複評估的效果、進一步簡化步態運動的測量方法提供理論支持。
