六分钟步行训练康复系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术六分钟步行测试训练康复系统及其控制方法，通过获取脚面

【技术实现步骤摘要】
六分钟步行训练康复系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于医疗健康领域，尤其涉及一种六分钟步行训练康复系统及其控制方法
。

技术介绍

[0002]在当前的医疗健康领域，基于人体数据采集的健康分析对场地
、
仪器以及测试环境的要求较高，尤其是在需要出具分析报告的时候，包括六分钟步行测试和十米步行测试
。
其中，六分钟步行测试是一种评价患者运动耐量的方法，临床上常用于中重度心肺疾病患者的治疗效果评价，也常用于运动功能障碍患者的运动和心肺功能康复情况评价；通常六分钟步行测试是让受试者在一个长度大约
30
米的直线平地上连续往返行走六分钟，测量受试者在规定的六分钟时间内的步行距离作为主要评价指标
。
[0003]专利号为
CN201510772350.4
的专利公开了一种六分钟步行训练康复系统及其距离计算方法，但是这种系统的距离计算依赖于带有蓝牙功能的手机和间隔2‑5米放置的多个蓝牙信标，导致操作复杂，且成本较高
。
[0004]专利号为
CN201410010361.4
的专利公开了一种六分钟步行试验多维实时监测系统，通过患者终端
、
医生终端和云端服务器实时监测受试者在步行试验过程中的心率
、
血氧饱和度
、
呼吸频率等身体指标，但是这种系统的步行距离计算仍然依靠人工计量，存在浪费人力
、
准确度较低的弊端
。
[0005]专利号为
CN201210213030.1
的专利公开了一种患者康复训练步行状态分析系统及方法，能够通过步伐采集装置采集的步伐图像和
PC
机的计算提供步态分析所需的时空参数，但是这种系统不能对步行距离进行测量，因此不能用于六分钟步行试验
。
[0006]传统的技术方案存在以下问题：
1)
需要在地面上添加标记，固定式的标记会限定测试场地的选择，不固定式的标记会使测试操作繁琐且容易出现误差；
2)
测试计时依靠测试者
(
医护人员
)
在受试者通过标记点时人工按秒表计时，还需要监控患者的心率
、
血压
、
血氧含量等指标以及患者的身体状态以保证试验安全性，人力要求高，并且容易出现误差；
3)
测试只测量步行速度或者距离指标，其他身体指标仅用作安全性保障和辅助指标，并不对受试者的步态进行评价，而对于运动功能康复期的患者，步态分析则需要通过其他的额外测试进行
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提出了六分钟步行训练康复系统及其控制方法
。
[0008]本专利技术的六分钟步行测试训练康复系统，包括获取脚面姿态信息的传感器
、
数据处理单元
、
操作显示单元
、
通讯模块和时钟系统；
[0009]所述获取脚面姿态信息的传感器获取用户的脚面姿态信息包括脚面角速度
、
加速度在内的运动姿态信息并将相应的姿态信息发送给数据处理单元；
[0010]数据处理单元对收到的姿态信息进行处理，获得用户的步行距离及步态指标信
息，并通过操作显示单元显示；
[0011]用户通过操作显示单元操作控制六分钟测试训练的开始及结束并通过其实时显示测试数据及整个测试结果报告的数据；
[0012]通讯模块建立数据处理单元与操作显示单元的信息数据传输；
[0013]时钟系统将时钟信息发送给数据处理单元并对测试时间进行计时和提示
。
[0014]优选的，六分钟步行测试训练康复系统，还包括获取小腿姿态信息的传感器，获取小腿姿态信息的传感器获取用户小腿的加速度
、
角速度在内的运动姿态信息并将相应的姿态信息发送给数据处理单元
。
[0015]其中，所述数据处理单元包括姿态解算处理单元
、
参考系坐标转换单元
、
判断步态单元
、
检测步态相单元
、
速度计算单元
、
距离计算单元；
[0016]所述的姿态解算处理单元对其收到的数据进行姿态解算，解算脚面
、
小腿所处的运动姿态，并将计算获得的姿态数据实时发送给操作显示单元显示；
[0017]参考系坐标转换单元根据解算处理单元发送来的姿态数据，获取其中的脚面加速度数据，并将脚面加速度计读数据转换成参考系坐标系数据；判断步态单元结合小腿
、
脚面姿态及传感器读数，判断用户当前的步态；
[0018]检测步态相单元检测判断步态单元发送来的步态信息，检测当前用户的步态是站立相还是摆动相，并将检测结果发送给速度计算单元；
[0019]速度计算单元收到检测步态相单元发送为摆动相结果时，对参考系坐标转换单元同时发送来的处于摆动相的脚面加速度进行计算，获得当前脚步速度；
[0020]距离计算单元根据速度计算单元发送来的速度数据进行积分速度的方式处理计算，获得参考系坐标系距离，即将速度计算单元的积分数据变为了真实世界的移动距离，即为用户的当前步行距离
。
[0021]其中，所述数据处理单元还包括数据获取单元
、
数据预处理单元；
[0022]数据获取单元对原始传感器数据进行读取，脚面传感器和小腿传感器的姿态信息包括脚面加速度
、
角速度在内的原始姿态信息；
[0023]数据预处理单元对来自数据读取单元的姿态信息进行预处理，获得优化的原始姿态数据
。
[0024]进一步的，所述数据处理单元还包括零速检测单元，所述的零速检测单元对速度计算单元获得的速度进行优化处理，通过脚离地前和落地后的信号作为补偿加速度计噪声的信号，得到用户当前的参考系坐标系的速度，获得优化的用户步行速度
。
[0025]优选的，所述的六分钟步行测试训练康复系统，还包括用于人体下肢的
、
可穿戴的外骨骼设备，所述的获取脚面姿态信息的传感器
、
获取小腿姿态信息的传感器设于外骨骼设备上，所述传感器为
IMU
传感器；
[0026]所述的数据处理单元包括设于外骨骼设备上执行数据读取单元的微处理器
、
执行数据预处理单元的主处理器；以及包括位于智能终端上的终端处理器，该终端处理器执行姿态解算处理单元
、
参考系坐标转换单元
、
判断步态单元
、
检测步态相单元
、
速度计算单元
、
零速检测单元
、
距离计算单元的功能，获得用户的步行距离及步态指标信息
。
[0027]其中，所述的时钟系统包括设于智能终端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种六分钟步行测试训练康复系统，其特征在于，包括获取脚面姿态信息的传感器
、
数据处理单元
、
操作显示单元
、
通讯模块和时钟系统；所述获取脚面姿态信息的传感器获取用户的脚面姿态信息包括脚面角速度
、
加速度在内的运动姿态信息并将相应的姿态信息发送给数据处理单元；数据处理单元对收到的姿态信息进行处理，获得用户的步行距离及步态指标信息，并通过操作显示单元显示；用户通过操作显示单元操作控制六分钟测试训练的开始及结束并通过其实时显示测试数据及整个测试结果报告的数据；通讯模块建立数据处理单元与操作显示单元的信息数据传输；时钟系统将时钟信息发送给数据处理单元并对测试时间进行计时和提示
。2.
如权利要求1所述的六分钟步行测试训练康复系统，其特征在于，还包括获取小腿姿态信息的传感器，获取小腿姿态信息的传感器获取用户小腿的加速度
、
角速度在内的运动姿态信息并将相应的姿态信息发送给数据处理单元
。3.
如权利要求2所述的六分钟步行测试训练康复系统，其特征在于，所述数据处理单元包括姿态解算处理单元
、
参考系坐标转换单元
、
判断步态单元
、
检测步态相单元
、
速度计算单元
、
距离计算单元；所述的姿态解算处理单元对其收到的数据进行姿态解算，解算脚面
、
小腿所处的运动姿态，并将计算获得的姿态数据实时发送给操作显示单元显示；参考系坐标转换单元根据解算处理单元发送来的姿态数据，获取其中的脚面加速度数据，并将脚面加速度计读数据转换成参考系坐标系数据；判断步态单元结合小腿
、
脚面姿态及传感器读数，判断用户当前的步态；检测步态相单元检测判断步态单元发送来的步态信息，检测当前用户的步态是站立相还是摆动相，并将检测结果发送给速度计算单元；速度计算单元收到检测步态相单元发送为摆动相结果时，对参考系坐标转换单元同时发送来的处于摆动相的脚面加速度进行计算，获得当前脚步速度；距离计算单元根据速度计算单元发送来的速度数据进行积分速度的方式处理计算，获得参考系坐标系距离，即将速度计算单元的积分数据变为了真实世界的移动距离，即为用户的当前步行距离
。4.
如权利要求3所述的六分钟步行测试训练康复系统，其特征在于，所述数据处理单元还包括数据获取单元
、
数据预处理单元；数据获取单元对原始传感器数据进行读取，脚面传感器和小腿传感器的姿态信息包括脚面加速度
、
角速度在内的原始姿态信息；数据预处理单元对来自数据读取单元的姿态信息进行预处理，获得优化的原始姿态数据
。5.
如权利要求4所述的六分钟步行测试训练康复系统，其特征在于，所述数据处理单元还包括零速检测单元，所述的零速检测单元对速度计算单元获得的速度进行优化处理，通过脚离地前和落地后的信号作为补偿加速度计噪声的信号，得到用户当前的参考系坐标系的速度，获得优化的用户步行速度
。6.
如权利要求5所述的六分钟步行测试训练康复系统，其特征在于，还包括用于人体下
肢的
、
可穿戴的外骨骼设备，所述的获取脚面姿态信息的传感器
...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：远也科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：