【技术实现步骤摘要】
本申请涉及健康检测，尤其涉及一种评估人体平衡能力的方法、神经网络模型的训练方法及相关装置。
技术介绍
1、平衡能力是人体感知自身重心变化并通过肌肉骨骼协调将重心控制在身体平衡范围内的能力。随着年龄的增长，人类与平衡能力有关的身体机能出现衰退，而脑卒中等影响运动能力的疾病会使得平衡能力下降，增加跌倒风险，可能造成严重的伤害，甚至导致死亡。
2、为了预防平衡能力下降带来的危害，对人体平衡能力进行客观、准确的定量评估至关重要。基于对人体平衡能力的评估，可以判别是否存在平衡能力损伤，预警跌倒风险，并提示采取预防跌倒措施，从而降低平衡能力下降导致的伤害；进一步地，评估人体平衡能力有助于为运动障碍人群制定康复计划，并为各种干预或药物疗效提供依据。
3、使用压力传感器获取人体静态站立时足底的压力分布变化是目前常用的专业平衡检测方法，它通过压力分布变化得到静态平衡参数，然后利用静态平衡参数对人体平衡能力进行评估。
4、目前，对于平衡参数，一般采用多元线性拟合方法生成平衡能力评价指标，利用评价指标对人体平衡能力进行评估。但平衡参数与平衡能力并非一概是简单的线性关系，所以利用上述方法评估人体平衡能力的准确性较低。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种评估人体平衡能力的方法、模型的训练方法及相关装置，用于提高人体平衡能力的评估准确性。
2、第一方面，本申请提供了一种评估人体平衡能力的方法，包括：获取受试者在测试设备上的多个第一时刻的足底压力中心的坐标，
3、除了利用平衡参数外，本申请还利用了平衡参数之间的关联系数对人体平衡能力进行评估，所以，相比已有的方法能够提高人体平衡能力的评估准确度。另外，由于本申请通过平衡参数之间的关联系数提高人体平衡能力的评估准确度，所以即使使用少量时刻(即第一时刻的数量较少)的足底压力中心的坐标，也能够准确地评估人体平衡能力，基于此，测试设备上的压力传感器以较低频率的采样频率获取压力数据即可，因此本申请对测试设备的要求较低，适用范围较广。
4、作为一种可实现的方式，多个平衡参数的特征值以及多个平衡参数间的关联系数采用图结构的形式表示，图结构中的节点表示平衡参数，节点的特征值表示平衡参数的特征值，图结构中的边的权重表示平衡参数间的关联系数；神经网络模型为图神经网络模型。
5、采用图结构的形式可以更好地表示多个平衡参数的特征值以及多个平衡参数间的关联系数，利用提高人体平衡能力的评估准确性。
6、作为一种可实现的方式，多个平衡参数包括以下参数中的至少两个：足底压力中心在第一方向上的摆动范围、足底压力中心在第二方向上的摆动范围、足底压力中心的摆动面积、足底压力中心在第一方向上的摆动速度、足底压力中心在第二个方向上的摆动速度、足底压力中心的摆动合速度、足底压力中心在第一方向上的摆动加速度、足底压力中心在第二个方向上的摆动加速度、足底压力中心的摆动合加速度、足底压力中心的短轴、足底压力中心的长轴、摆动短轴以及摆动长轴；摆动合速度是足底压力中心在第一方向上的摆动速度和足底压力中心在第二个方向上的摆动速度的合速度，摆动合加速度是足底压力中心在第一方向上的摆动加速度和足底压力中心在第二个方向上的摆动加速度的合加速度，足底压力中心的长轴是通过多个第一时刻的足底压力中心的坐标拟合出来的椭圆的长轴，足底压力中心的短轴是通过多个第一时刻的足底压力中心的坐标拟合出来的椭圆的短轴，摆动短轴是通过足底压力中心的摆动合速度拟合出来的第二椭圆的短轴，摆动长轴是通过足底压力中心的摆动合速度拟合出来的第二椭圆的长轴。第一方向和第二方向可以是任意的两个不同的方向。一般情况下，第一方向和第二方向是垂直的两个方向。例如，以受试者站立在测试设备上为基准，第一方向可以是受试者的前后方向，第二方向可以是受试者的左右方向；或者，第一方向可以是以前后方向为基准向左倾斜45度的方向，第二方向可以是以前后方向为基准向右倾斜45度的方向。
7、上述实现方式提供了平衡参数的多个示例，通过上述平衡参数的组合，可以提高人体平衡能力的评估准确性。
8、作为一种可实现的方式，根据多个第一时刻的足底压力中心的坐标，得到多个平衡参数的特征值包括：根据多个第一时刻的足底压力中心的坐标，计算多个平衡参数在多个第二时刻的取值；第二时刻可以与第一时刻相同，也可以与第一时刻不同；根据多个平衡参数在多个第二时刻的取值，计算多个平衡参数的特征值，每个衡参数的特征值是平衡参数在多个第二时刻的取值的平均值。
9、作为一种可实现的方式，在根据多个第一时刻的足底压力中心的坐标，计算多个平衡参数在多个第二时刻的取值之后，方法还包括：对多个平衡参数在多个第二时刻的取值进行归一化处理。
10、对多个平衡参数在多个第二时刻的取值进行归一化处理，可以防止不同平衡参数的取值相差较大，以免影响人体平衡能力的评估准确性。
11、作为一种可实现的方式，获取受试者在测试设备上的多个第一时刻的足底压力中心的坐标包括：获取由测试设备上的多个压力传感器采集到的压力数据，压力数据是受试者站立在测试设备上时采集到的；根据压力数据和多个压力传感器间的距离，计算受试者在测试设备上的多个第一时刻的足底压力中心的坐标其，中，第一时刻的数量可以根据实际需要设定，相邻两个第一时刻之间的间隔可以与压力传感器采集数据的时间间隔一致。
12、作为一种可实现的方式，在获取受试者在测试设备上的多个第一时刻的足底压力中心的坐标之前，方法还包括：确定受试者双脚站立在测试设备上。
13、由于单脚站立场景的安全性较低，为此，本申请通过上述步骤确定受试者双脚站立在测试设备上，以保证受试者的安全性。
14、作为一种可实现的方式，确定受试者双脚站立在测试设备上包括：通过测试设备上的电极的信号，确定受试者双脚站立在测试设备上。
15、由于受试者单脚站立和双脚站立时电极间的阻抗不同，所以本申请通过测试设备上的电极的电压信号或电流信号，可以计算电极间的阻抗，然后根据该阻抗确定受试者双脚站立在测试设备上，简单快捷。
16、作为一种可实现的方式，神经网络模型的输出与受试者的伯格平衡量表的评分的差值位于目标范围内。
17、神经网络模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种评估人体平衡能力的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个平衡参数的特征值以及所述多个平衡参数间的关联系数采用图结构的形式表示，所述图结构中的节点表示所述平衡参数，所述节点的特征值表示所述平衡参数的特征值，所述图结构中的边的权重表示所述平衡参数间的关联系数；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多个平衡参数包括以下参数中的至少两个：所述足底压力中心在第一方向上的摆动范围、所述足底压力中心在第二方向上的摆动范围、所述足底压力中心的摆动面积、所述足底压力中心在所述第一方向上的摆动速度、所述足底压力中心在所述第二个方向上的摆动速度、所述足底压力中心的摆动合速度、所述足底压力中心在所述第一方向上的摆动加速度、所述足底压力中心在所述第二个方向上的摆动加速度、所述足底压力中心的摆动合加速度、所述足底压力中心的短轴、所述足底压力中心的长轴、摆动短轴以及摆动长轴；
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第一时刻的足底压力中心的坐标，得到多个平衡参数的特征值包括：
...【技术特征摘要】
1.一种评估人体平衡能力的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个平衡参数的特征值以及所述多个平衡参数间的关联系数采用图结构的形式表示，所述图结构中的节点表示所述平衡参数，所述节点的特征值表示所述平衡参数的特征值，所述图结构中的边的权重表示所述平衡参数间的关联系数；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多个平衡参数包括以下参数中的至少两个：所述足底压力中心在第一方向上的摆动范围、所述足底压力中心在第二方向上的摆动范围、所述足底压力中心的摆动面积、所述足底压力中心在所述第一方向上的摆动速度、所述足底压力中心在所述第二个方向上的摆动速度、所述足底压力中心的摆动合速度、所述足底压力中心在所述第一方向上的摆动加速度、所述足底压力中心在所述第二个方向上的摆动加速度、所述足底压力中心的摆动合加速度、所述足底压力中心的短轴、所述足底压力中心的长轴、摆动短轴以及摆动长轴；
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第一时刻的足底压力中心的坐标，得到多个平衡参数的特征值包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根据所述多个第一时刻的足底压力中心的坐标，计算所述多个平衡参数在多个第二时刻的取值之后，所述方法还包括：
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取受试者在测试设备上的多个第一时刻的足底压力中心的坐标包括：
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述获取受试者在测试设备上的多个第一时刻的足底压力中心的坐标之前，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述受试者双脚站立在所述测试设备上包括：
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述神经网络模型的输出与所述受试者的伯格平衡量表的评分的差值位于目标范围内。
10.一种神经网络模型的训练方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多个平衡参数的特征值以及所述多个平衡参数间的关联系数采用图结构的形式表示，所述图结构中的节点表示所述平衡参数，所述节点的特征值表示所述平衡参数的特征值，所述图结构中的边的权重表示所述平衡参数间的关联系数；
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述多个平衡参数包括以下参数中的至少两个：所述足底压力中心在第一方向上的摆动范围、所述足底压力中心在第二方向上的摆动...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，王道源，徐胜前，宁钢民，范志祥，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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