一种用于戒毒人员神经系统数据采集的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于戒毒人员神经系统的数据采集装置及方法，装置包括柔性压力传感器模块、步态信息采集模块、显示模块、语音模块、毒瘾诱发模块、戒毒人员信息管理系统、步态测试系统、步态分析系统；柔性压力传感器和步态信息采集模块的输出连接步态测试系统，由步态测试系统、控制语音模块、显示模块、毒瘾诱发模块执行相应指令，采集相关的数据进行预处理，得到采集后的数据。

A device and method for data acquisition of nervous system of drug addicts

【技术实现步骤摘要】
一种用于戒毒人员神经系统数据采集的装置及方法
本专利技术涉及神经系统数据采集方法，特别涉及一种专门用于戒毒人员的神经系统的数据采集装置及方法。
技术介绍
毒品对神经系统的影响：毒品作用于中枢神经系统，吸毒人员的神经系统疾病相较于普通人更加常见，长期吸毒会引起中枢神经系统及周围神经受损，戒毒人员的神经系统受损症状多在毒品戒断时期表现明显。如：吸食海洛因会引发惊厥、震颤麻痹、周围神经炎和弱视等症；而可卡因的使用则会导致癫痫、抽搐、共济失调和步态异常的神经系统问题。柔性压力传感器：柔性压力传感器基于压敏导电硅胶、压阻电子浆料，采用横纵导体交错排列方式，在交叉点处构成压力感应点阵列，通过扫描和测量每一施力单元电阻变化，确定表面力的幅值和分布情况，采集点密度大，采集信息准确。可用来检测人体步态信息(包括足迹图像、足底压力分布、反应时间、执行正确情况等，通过足迹图像还可提取步长、步频、步宽等时间、空间参数)，并使用计算机对所得步态信息进行定量分析。现有神经系统采集方法：临床上对于神经系统采集可以分为观察法和定量法两种。观察法是一种传统的神经系统采集方法，首先工作人员对戒毒人员进行全方位的病史采集，再根据观察患者体征和病理学知识进行定位诊断，得出初步结论，最后再有针对性的定点进行定量检测。定量法是借助传感器与计算机进行协调分析的一种方法，近年来受到了广泛关注,基于步态特征的神经系统采集方式也取得了很大进展。Gabel,M.等采用基于Kinect视觉的步态信息采集方法探究步态信息与人神经系统损伤间的关系，Wei,Zeng等研究员利用确定学习的方法针对帕金森综合征及其相应步态特征进行了研究。卢利萍等人将三维步态分析用于脑卒中偏瘫与步态信息变化的研究(参考文献：卢利萍,桑德春,邵翠霞,刘海荣,刘建华,李媛媛.脑卒中偏瘫患者康复治疗前后的三维步态分析[J].中国康复理论与实践,2014,20(08):752-755.)。田丰等人针对以帕金森症为代表的神经变性病利用机器学习算法将人体运动姿态与神经系统疾病结合起来，制作了神经系统疾病的辅助诊断系统，在此方案中利用深度摄像机采集人体运动姿态，经处理后得到运动数据，输入由机器学习算法得到的分类预测模型，得出肢体运动状态的检测结果。总体来看定量法针对性强，对于不同的神经系统疾病可制定不同的采集方案。现有神经系统采集方法用于戒毒人员神经系统采集的缺陷：1、传统观察法对医生的经验和医患间的沟通要求很高，容易出现误诊、漏诊。2、由于戒毒人员的特殊性，为尽可能减小其抵触情绪的影响，将戒毒人员与管理人员和工作人员分开进行单独测试尤为重要，现有技术难以满足此需求。3、戒毒人员在毒品戒断期的神经系统损伤症状明显，对比非毒瘾诱发状态与毒瘾诱发状态对检测结果具有参考价值，现有技术未能满足此项要求。4、现有装置如三维步态分析仪等造价昂贵，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对戒毒人员的特殊性和上述已有方法的缺点，提供一种针对戒毒人员神经系统的数据采集装置和方法，分别在非毒瘾诱发状态下和毒瘾诱发状态下，由步态测试系统控制发送测试指令，利用柔性压力传感器检测足迹图像、足底压力、反应时间和执行正确情况并采集相关数据。为达到上述目的，本方法所采用的技术方案如下：一种用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，包括柔性压力传感器模块、步态信息采集模块、显示模块、语音模块、毒瘾诱发模块、戒毒人员信息管理系统、步态测试系统、步态分析系统；所述柔性压力传感器模块，为由一定密度柔性阵列力传感器所组成的传感器阵列；柔性压力传感器阵列表面覆有采集板，用于支撑保护装置内部元件，其上封装有与指令系统相适应的用不同颜色和数字标注的区域用于测试；柔性压力传感器和步态信息采集模块的输出连接步态测试系统，由步态测试系统、控制语音模块、显示模块、毒瘾诱发模块执行相应指令，并将采集到的数据输入步态分析系统。进一步的，所述柔性压力传感器模块，采集足迹图像、足底压力分布信息、反应时间、执行正确情况；柔性压力传感器阵列表面涂装有与测试指令相对应的多个测试区域。进一步的，所述步态信息采集模块，包括微处理器、放大器、滤波器、A/D转换器及其附属电路，用于将采集数据打包传送到步态测试系统；这里采集的数据包括柔性压力传感器模块输出的足迹信息、压力分布、反应时间和执行正确情况；柔性压力传感器模块的传感器阵列产生的原始压力信号经过放大器放大、低通滤波、A/D转换，最终将获得的数字信号传送到微处理器，再由微处理器按照设定好的通讯协议将步态信息传递到步态测试系统。进一步的，所述步态信息采集模块，上电后自动开始数据采集，且采用采集优化算法，自动区分有效数据；数据传输为单向传输，不必等待上位机接收。进一步的，所述戒毒人员信息管理系统，采用关系型数据库，存储戒毒人员基本信息及相应测试记录；文件存储采用本地C/S架构存储戒毒人员基本信息及相应测试记录，测试记录与分析记录分别存储。进一步的，所述步态测试系统，对语音模块和显示模块发送指令，指导测试进行；自动解析接收数据，针对每条指令，分别生成一幅三维足迹-压力直方图，配备除噪、增强、标示信息算法，在所得图像上利用颜色深浅变化显示足底压力分布信息，同时标注步幅、步宽、站立相时间、摆动相时间数据，实时展示行走情况。进一步的，三维足迹-压力直方图由二维足迹图像和对应的足底压力分布信息得到，并附带每一足迹形成的时刻值的一维向量，从而包含了步行时所有足底步态参数信息，包括如下时间、空间参数：步长、步宽、步频、站立相时间、摆动相时间、支撑相时间、脚尖距离、单步时间、复步时间，以及相应的足底压力分布信息。进一步的，所述步态分析系统，包括有步态信息计算模块，步态信息计算模块将经步态测试系统初步处理的数据信息进行进一步解析，得到矫正后的三维足迹-压力直方图，反应时间、执行正确情况；所述的反应时间是指语音模块开始播放一条语音指令同时开始计时，当测试者到达要求区域时停止计时所记录的时间；所述的执行正确情况是指在反应时间内，步态采集模块将测试者的动作传递到步态测试系统，步态测试系统根据动作特征判别该动作是否为目标动作，是则判为正确，否则判为错误。进一步的，所述语音模块配备能够添加和更改的语音数据库，内含根据采集板标注信息制定的随机指令集，同时支持指定语音播报功能和随机语音播报功能，由步态测试系统控制播报不同语音信息。进一步的，所述显示模块具有图像显示功能，采集板前方装有显示屏，配备相应可更改的图像数据库，同时与语音播报系统同步辅助发布相应指令和辅助测试。进一步的，所述毒瘾诱发模块包括毒瘾诱发数据包和独立的视频模块、音频模块，数据包内含吸毒器械、场景的图片和视频，借助独立的音、视频模块播放。根据本专利技术的另一方面，提出一种戒毒人员神经系统数据采集的的方法，其特征在于：具体步骤如下：h.放置好采集板、显示屏，确认各部分电源、通信线路正常工作；i.上电，系统自动检测是否存在故障，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：包括柔性压力传感器模块、步态信息采集模块、显示模块、语音模块、毒瘾诱发模块、戒毒人员信息管理系统、步态测试系统、步态分析系统；/n所述柔性压力传感器模块，为由一定密度柔性阵列力传感器所组成的传感器阵列；柔性压力传感器阵列表面覆有采集板，用于支撑保护装置内部元件，其上封装有与指令系统相适应的用不同颜色和数字标注的区域用于测试；/n柔性压力传感器和步态信息采集模块的输出连接步态测试系统，由步态测试系统、控制语音模块、显示模块、毒瘾诱发模块执行相应指令，并将采集到的数据输入步态分析系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：包括柔性压力传感器模块、步态信息采集模块、显示模块、语音模块、毒瘾诱发模块、戒毒人员信息管理系统、步态测试系统、步态分析系统；
所述柔性压力传感器模块，为由一定密度柔性阵列力传感器所组成的传感器阵列；柔性压力传感器阵列表面覆有采集板，用于支撑保护装置内部元件，其上封装有与指令系统相适应的用不同颜色和数字标注的区域用于测试；
柔性压力传感器和步态信息采集模块的输出连接步态测试系统，由步态测试系统、控制语音模块、显示模块、毒瘾诱发模块执行相应指令，并将采集到的数据输入步态分析系统。


2.根据权利要求1所述的用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：
所述柔性压力传感器模块，采集足迹图像、足底压力分布信息、反应时间、执行正确情况；柔性压力传感器阵列表面涂装有与测试指令相对应的多个测试区域。


3.根据权利要求1所述的用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：
所述步态信息采集模块，包括微处理器、放大器、滤波器、A/D转换器及其附属电路，用于将采集数据打包传送到步态测试系统；这里采集的数据包括柔性压力传感器模块输出的足迹信息、压力分布、反应时间和执行正确情况；柔性压力传感器模块的传感器阵列产生的原始压力信号经过放大器放大、低通滤波、A/D转换，最终将获得的数字信号传送到微处理器，再由微处理器按照设定好的通讯协议将步态信息传递到步态测试系统。


4.根据权利要求1所述的用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：
所述步态信息采集模块，上电后自动开始数据采集，且采用采集优化算法，自动区分有效数据；数据传输为单向传输，不必等待上位机接收。


5.根据权利要求1所述的用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：
所述戒毒人员信息管理系统，采用关系型数据库，存储戒毒人员基本信息及相应测试记录；文件存储采用本地C/S架构存储戒毒人员基本信息及相应测试记录，测试记录与分析记录分别存储。


6.根据权利要求1所述的用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：
所述步态测试系统，对语音模块和显示模块发送指令，指导测试进行；自动解析接收数据，针对每条指令，分别生成一幅三维足迹-压力直方图，配备除噪、增强、标示信息算法，在所得图像上利用颜色深浅变化显示足底压力分布信息，同时标注步幅、步宽、站立相时间、摆动相时间数据，实时展示行走情况。


7.根据权利要求5所述的用于戒毒人员神经系统数据采集的装置，其特征在于：
三维足迹-压力直方图由二维足迹图像和对应的足底压力分布信息得到，并附带每一足迹形成的时刻值的一维向量，从而包含了步行时所有足底步态参数信息，包括如下时间、空间参数：步长、步宽、步频、站立相时间、摆动相时间、支撑相时间、脚尖距离、单步时间、复步时间，以及相应的足底压力分布信息。


8.根据权利要求1所述的用于戒毒人员神经系统数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焱焱，张安琪，徐玉兵，丁增辉，李华之，周旭，马祖长，杨先军，孙怡宁，何子军，王远，许杨，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34