用于检测用户步态障碍的系统及相关方法技术方案

本发明专利技术涉及一种表征用户步态以获得代表所述用户的步态演变的值的系统(1)，包括一对鞋底(10)，即构成所述一对鞋底(10)的鞋底(11、12)，每个包括电子盒(100、101、102)，每个电子盒(100、101、102)包括：惯性平台(110、111、112)，数据处理模块(120、121、122)，数据存储模块(130、131、132)和(电源160、161、162)；所述系统包括数据比较模块(140、141、142)，其配置为将至少一个生物力学参数与基准生物力学参数进行比较并且计算代表用户步态演变的值；所述数据比较模块由电子盒或外部终端承载；并且每个电子盒包括第一通信装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测用户步态障碍的系统及相关方法
本专利技术涉及鞋子的领域，更一般地涉及鞋类的领域。更具体地，本专利技术涉及一种用于检测用户步态障碍的系统。本专利技术还涉及一种检测检测系统的用户步态障碍的方法。
技术介绍
鞋子，更具体地说是鞋底，无论是内部还是外部，本质上都具有保护脚免受地面影响的原始作用。它们的形状根据时尚及其奇想而变化，从而为多种副产品和功能腾出空间。鞋子可以用于休闲、正式、运动、医疗、专业或仅消遣用途。因此，鞋子一方面主要由鞋底构成，其下部保护脚底，脚后跟或多或少地在后部抬高，另一方面由鞋帮构成，其上部包裹脚。它可以仅限于脚踝，也可以是高帮鞋。鞋底可以分为两部分。与用户的脚直接接触的上鞋底层和与地面或更一般地与外部环境直接接触的下鞋底层。鞋子还可以包括可移除鞋垫。在这种特定情况下，该鞋底还包括至少一个上鞋底层和一个下鞋底层。新技术伴随着新需求，鞋类世界已成为这一运动的一部分。电子学的发展导致出现了所谓的具有广泛功能的鞋底和鞋子。通常，这些相连的鞋底或鞋子可以是自主的，并包含可再充电电池。它们可以通过有线系统或无线连接而连接到外部终端。在现有的相连鞋底或鞋子提供的功能中，我们可以提及将脚加热到一个或多个给定温度的功能，该温度由制造商确定；我们还可以提及在文献US2017/0188950中描述的那些，其配备有压力传感器和加速度计，并且允许通过蓝牙连接的智能手机提供有关其穿着者的身体活动的统计信息，比如所走的步数。还有鞋底或鞋子可以记录有关其用户的生物学信息。例如，文献WO2017023868涉及一种装置，其由于力或压力传感器而提供关于用户步行的生物力学的信息。同样，文献US2015/257679提出了一种监视跑步者步态以测量人脚所施加的力的系统，特别是通过力或压力传感器，以训练运动员更好地跑步并遵守限定的训练参数。然而，基于存在分配于鞋底中的多个传感器(例如压力传感器)的这些装置具有较短的使用寿命并且通常具有相对较高的厚度，这会限制这些鞋底的使用。另外，通常不实时进行计算。因此，需要一种既紧凑又确保高耐冲击性的同时能够快速且可靠地监视用户步态的系统。最后，这些技术解决方案不允许定期有效地监视用户运动的演变，甚至无法识别可能对应于发展畸形或病理的风险的异常。从这个意义上讲，已经提出了一种用于治疗骨关节炎的系统，该系统允许修改肌肉激活模式以治疗与骨关节炎相关的膝盖疼痛(WO2017/023864)。然而，数据处理仅在计算终端上完成，并且鞋底用于原始数据采集。而且，该系统不允许以能够跟随其演变的方式来表征用户的步态。因此，尽管提供了各种技术解决方案，但是没有用户能够使用鞋底或鞋子来使他/她从直接从他/她的脚收集的数据中了解他/她的健康状况的演变。实际上，一般来说，以这些各种装置为特征的现有技术仅允许用户获得有关他/她的表现或他/她的直接外部环境的特征的信息。因此，需要新的系统来检测用户的步态障碍。
技术实现思路
[技术问题]本专利技术旨在克服现有技术的缺点。特别地，本专利技术旨在提供一种用于检测用户步态障碍的系统，所述系统可靠、鲁棒，并且特别是由于改善的自主性而使得可以实时且在更长的时间段内监视步态。此外，本专利技术旨在提供一种检测步态障碍的方法，其中所述方法可以实时地且基本在鞋底处实施。该方法允许建立代表用户步态的至少一个生物力学参数的值，并且以快速简单的方式计算代表步态演变的字母数字值，而不必一定需要健康领域的专家干预。应当注意的是，该方法无意替代普通医生或专家，也无法做出诊断。[本专利技术的简要描述]为此，本专利技术涉及一种表征用户步态以获得代表所述用户的步态演变的值的系统，包括一对鞋底和外部终端，鞋底构成所述对鞋底，每个包括电子盒，每个电子盒包括：-惯性平台，其配置为关于所述对鞋底的用户步态生成数据集，-数据处理模块，其配置为将所生成的数据集转换为至少一个生物力学参数，-数据存储模块，其配置为存储至少一个生物力学参数，以及-电源；所述系统包括数据比较模块，其配置为将至少一个生物力学参数与基准生物力学参数进行比较并且计算代表用户步态演变的值；所述数据比较模块由电子盒或外部终端承载；并且每个电子盒包括第一通信装置，其配置为使得至少一个鞋底的电子盒适于将至少一个生物力学参数和/或代表用户步态演变的值传输至外部终端。这样的系统允许可靠地监视用户的步态。实际上，一对鞋底的存在，每个鞋底都包括保护惯性平台的盒，可以独立地监视每个脚的运动。惯性平台将至少在三个维度上分析用户的姿势、动作、运动、平衡和环境，并且更普遍地分析所有符合他/她步态的事物。惯性平台不仅能够记录不同的位置，而且还可以检测用户的运动、模式或更普遍的步行中出现的缺陷或异常。另外，包含自主操作所需的所有电子部件(例如所有传感器，包括计算模块和电源)的电子盒的存在可以提高系统的鲁棒性。该盒可以有利地是独特的、紧凑的和小型化的。此外，与现有技术中提出的系统相反，这里通过数据处理模块在鞋底处进行计算，该模块可以对应于电子板的固件(盎格鲁-撒克逊术语中的“固件”)。通过这种方式，可以在电子盒中实时处理数据，进行比较，然后可被转换以在外部终端上可视化。这样的系统允许减少存储模块的存储器上的负载，并因此可以增加系统的自主性。最终，代表用户步态演变的值的计算允许从用户步态的特征出发给出他/她的健康状况的指示，例如治疗的有效性、步态障碍的出现或出现步态障碍的风险。根据系统的其他可选特征：-所述至少一个生物力学参数选自：飞行阶段中脚的稳定性、步前滚、步长、步宽、步距角、步幅长度、步幅宽度以及步轨；-每个电子盒还包括第二通信装置，其配置为使得第一鞋底的电子盒适于优选地配置为与第二鞋底的电子盒通信，并且使得数据处理模块中的至少一个配置为将从构成所述对鞋底的两个鞋底生成的数据集转换成至少一个生物力学参数。这样的配置允许实时产生更多相关的生物力学参数用于研究用户的步态。-每个电子盒还包括其他传感器，其尤其可以是磁力计、气压计、温度传感器和高度计。优选地，每个电子盒还包括其他传感器，其尤其可以是磁力计、气压计和高度计。这些附加传感器生成的值可用于提高代表用户步态演变的值的准确性，或提供其他信息。-由数据处理模块进行的转换包括将数据分段成多个步阶段。这种分段允许更好地分析用户的步态。在较早的装置中，不像本专利技术那样在鞋底内执行此。-数据处理模块适于优选地配置为计算以下生物力学参数中的至少两个的值：飞行阶段中脚的稳定性、步前滚、步长、步宽、步距角、步幅长度和/或步幅宽度。-与至少一个生物力学参数进行比较的基准生物力学参数是由系统的同一用户先前生成的生物力学参数。这允许监视用户的步态，并及早检测用户的行动障碍。实际上，步态是随时间变化的特征，并且比较在不同时间生成的数据。-数据处理模块适于优选地配置为计算右腿的生物力学参数相对于左腿的生物力学参数之间的不对称性。-与至少一个生物力学参数进行比较的基准生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表征用户步态以获得代表所述用户的步态演变的值的系统(1)，包括一对(10)鞋底和外部终端(20)，鞋底(11、12)构成所述对(10)鞋底，每个包括电子盒(100、101、102)，每个电子盒(100、101、102)包括：/n-惯性平台(110、111、112)，其配置为关于所述对(10)鞋底的用户步态生成数据集，/n-数据处理模块(120、121、122)，其配置为将所生成的数据集转换为至少一个生物力学参数，/n-数据存储模块(130、131、132)，其配置为存储所述至少一个生物力学参数，以及/n-电源(160、161、162)；/n所述系统包括数据比较模块(140、141、142)，其配置为将所述至少一个生物力学参数与基准生物力学参数进行比较并且计算代表用户步态演变的值；/n所述数据比较模块由所述电子盒(100、101、102)或外部终端(20)承载；并且/n每个电子盒(100、101、102)包括第一通信装置(150、151、152)，其配置为使得至少一个鞋底的电子盒(101)适于将所述至少一个生物力学参数和/或代表用户步态演变的值传输至所述外部终端(20)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180406 FR FR18704141.一种表征用户步态以获得代表所述用户的步态演变的值的系统(1)，包括一对(10)鞋底和外部终端(20)，鞋底(11、12)构成所述对(10)鞋底，每个包括电子盒(100、101、102)，每个电子盒(100、101、102)包括：
-惯性平台(110、111、112)，其配置为关于所述对(10)鞋底的用户步态生成数据集，
-数据处理模块(120、121、122)，其配置为将所生成的数据集转换为至少一个生物力学参数，
-数据存储模块(130、131、132)，其配置为存储所述至少一个生物力学参数，以及
-电源(160、161、162)；
所述系统包括数据比较模块(140、141、142)，其配置为将所述至少一个生物力学参数与基准生物力学参数进行比较并且计算代表用户步态演变的值；
所述数据比较模块由所述电子盒(100、101、102)或外部终端(20)承载；并且
每个电子盒(100、101、102)包括第一通信装置(150、151、152)，其配置为使得至少一个鞋底的电子盒(101)适于将所述至少一个生物力学参数和/或代表用户步态演变的值传输至所述外部终端(20)。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个电子盒还包括第二通信装置，其配置为使得第一鞋底的电子盒(101)适于与第二鞋底的电子盒(102)通信，并且所述数据处理模块(131、132)中的至少一个配置为将从构成所述对(10)鞋底的两个鞋底(11、12)生成的数据集转换成至少一个生物力学参数。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其特征在于，所述盒或所述外部终端(20)的数据比较模块(140)配置为随时间优选连续地执行对用户的计算出的生物力学参数演变的监视。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，每个电子盒还包括其他传感器，特别是磁力计、气压计、温度传感器或高度计。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块(120、121、122)进行的转换包括将数据分段成多个步阶段。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，与所述至少一个生物力学参数进行比较的基准生物力学参数是由所述系统的同一用户先前生成的生物力学参数。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，与所述至少一个生物力学参数进行比较的基准生物力学参数是与一个或多个行动障碍相关的预定生物力学参数。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块适于计算以下生物力学参数中的至少两个的值：飞行阶段中脚的稳定性、步前滚、步长、步宽、步距角、步幅长度和/或步幅宽度。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，第二盒配置为将由其惯性平台生成的数据或者一个或多个生物力学参数传输至第一电子盒，并且所述第一电子盒然后配置为生成特别是与以下所谓同步的生物力学参数值：
-由第一电子盒获得的至少一个生物力学参数，以及
-由第二电子盒的惯性平台生成的数据或者由第二电子盒计算的一个或多个生物力学参数。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块或比较模块还配置为计算生物力学参数的组合模式。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块(120、121、122)适于计算右腿的生物力学参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡里姆奥姆尼，
申请(专利权)人：卓尔科技公司，数字鞋垫，
类型：发明
国别省市：法国;FR