專利名稱：一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及裝置。
背景技術(shù)：
身體穩(wěn)定性:正常人體具有維持軀體或肢體平穩(wěn)的能力。軀體或肢體平穩(wěn)性受神經(jīng)系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。而在 多種病理狀態(tài)下，機(jī)體控制軀體或肢體平穩(wěn)的能力下降，表現(xiàn)為軀體晃動(dòng)、肢體震顫，嚴(yán)重者手不能持物，甚至不能站立。既往評(píng)價(jià)軀體晃動(dòng)和肢體震顫依靠肉眼的觀察。這一方法的主觀性太強(qiáng)，因而明顯影響到評(píng)價(jià)的精確性和客觀性。至今缺乏一種簡便和可靠的檢查方法。導(dǎo)致身體穩(wěn)定性降低的疾病:
1.帕金森癥:帕金森癥的早期表現(xiàn)為肢體和軀體的震顫。是中老年人最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。早期典型表現(xiàn)之一為出靜止性震顫，如帕金森患者表現(xiàn)出頻率5Hz(3 8Hz ),的靜止性震頗，并多出現(xiàn)在手，下肢，口及頭部；
2.小腦疾病:主要表現(xiàn)為平衡失調(diào)，導(dǎo)致肢體和軀體穩(wěn)定性降低；
3.甲狀腺機(jī)能亢進(jìn):可以表現(xiàn)為肢體和軀體的細(xì)微震顫；
4.癱瘓肢體:肢體和軀體的細(xì)微震顫的功能缺陷；
雖然上述疾病有各自的診斷方法，如影像學(xué)檢測(cè)方法:腦CT、MRI，可以發(fā)現(xiàn)一些解剖學(xué)的變化，從而得出診斷。也可以檢測(cè)一些化學(xué)物質(zhì)來評(píng)價(jià)，如帕金森癥可通過腦脊液中DA的最終代謝產(chǎn)物高香草酸(HVA)檢測(cè)。但是，一些患者不存在腦的影像學(xué)改變。尤其是在早期病變階段。因此，身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的應(yīng)用可以早期發(fā)現(xiàn)疾病的線索，也利于對(duì)早期身體穩(wěn)定性失常患者的輔助診斷。身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍:1.神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期輔助診斷方法；2.肢體穩(wěn)定性評(píng)價(jià):一些工種和職業(yè)需要高度的肢體的穩(wěn)定性，如精細(xì)手術(shù)者，射擊等。該系統(tǒng)可以用以評(píng)價(jià)有關(guān)從業(yè)人員的肢體穩(wěn)定性；也可以用以評(píng)價(jià)訓(xùn)練效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及裝置，它具有實(shí)現(xiàn)身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的非接觸式測(cè)量及輔助診斷，尤其適用于對(duì)早期身體穩(wěn)定性失常患者的輔助診斷的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及裝置，通過固定一個(gè)標(biāo)記在患者被測(cè)量部位，被測(cè)量部位的運(yùn)動(dòng)將帶動(dòng)標(biāo)記發(fā)生運(yùn)動(dòng)，固定圖像采集單元，并由與圖像采集單元相連的計(jì)算機(jī)采集并保存標(biāo)記的動(dòng)態(tài)圖像。由圖像處理單元實(shí)現(xiàn)圖像序列的數(shù)據(jù)處理，得出標(biāo)記在各圖中的坐標(biāo)位置，以連續(xù)的坐標(biāo)點(diǎn)位置作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，將其插值成一條曲線，并以此還原被測(cè)部位的運(yùn)動(dòng)軌跡。該方法的主要步驟包括:
設(shè)定標(biāo)記:對(duì)患者待測(cè)量部位進(jìn)行標(biāo)記設(shè)定，并保證標(biāo)記的運(yùn)動(dòng)和被測(cè)量部位的運(yùn)動(dòng)一致，同時(shí)標(biāo)記的形狀、顏色、位置應(yīng)便于進(jìn)行圖像的采集和數(shù)據(jù)的處理。如標(biāo)記可以為一個(gè)與測(cè)量部位顏色差異明顯的圓點(diǎn)也可為其他類似圖案或結(jié)構(gòu)，使得成像后標(biāo)記圖案明顯；
圖像采集:對(duì)患者特定部位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)連續(xù)圖像的采集，圖像的采集由數(shù)據(jù)采集單元完成，采集單元按照統(tǒng)一的時(shí)間間隔對(duì)標(biāo)記進(jìn)行圖像采集，并按照順序保存圖像；數(shù)據(jù)采集單元與被測(cè)量部位之間的距離、角度滿足如下關(guān)系:1)標(biāo)記在相機(jī)中的成像清晰；2)標(biāo)記始終在視場以內(nèi)；
圖像處理:首先對(duì)圖像進(jìn)行二值化，得到標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的圖像并去除標(biāo)記之外的數(shù)據(jù)部分，通過中心計(jì)算法
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 1)設(shè)定標(biāo)記:對(duì)患者待測(cè)量部位進(jìn)行標(biāo)記設(shè)定； 2)圖像采集:對(duì)患者特定部位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)連續(xù)圖像的采集； 3)圖像處理:對(duì)各圖像中反映運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征點(diǎn)的位置提??； 4)數(shù)據(jù)分析:對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行處理和分析，得出用于表征身體穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的標(biāo)記固定于待測(cè)部位，為斑點(diǎn)或一種結(jié)構(gòu)，用于使得標(biāo)記最終成像后形成對(duì)比度明顯的圖片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的圖像采集，在采集過程中，采集單元按照統(tǒng)一的時(shí)間間隔和工作距離對(duì)患者標(biāo)記部位進(jìn)行圖像的自動(dòng)連續(xù)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的圖像處理，包括圖像的二值化處理、特征點(diǎn)在圖片中坐標(biāo)位置以及圖片的順序序列的提??；其中圖像進(jìn)行二值化后得到標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的圖像并去除標(biāo)記之外的數(shù)據(jù)部分，通過如下中心計(jì)算法公式(I)和公式(2 )實(shí)現(xiàn)的，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)分析，對(duì)各圖中標(biāo)記點(diǎn)的位置坐標(biāo)進(jìn)行曲線插值，并對(duì)插值后的曲線，提取軌跡曲線的幅、頻及分布參數(shù)，通過對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類和比較，得出用于表征身體穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于包括:圖像采集單元，用于連續(xù)記錄患者標(biāo)記部位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖像序列；圖像獲取和控制單元，與圖像采集單元相連接，用于動(dòng)態(tài)采集的圖像數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的保存；圖像處理單元，用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)圖像數(shù)據(jù)中反映運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征點(diǎn)的位置提??；數(shù)據(jù)分析單元，用于通過分析諸多特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，分析患者特定部位的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而得出用于表征身體穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于所述圖像采集單元包含攝像機(jī)和鏡頭兩部分，其中，攝像機(jī)可由CMOS或者CCD成像傳感器組成，鏡頭實(shí)現(xiàn)被拍攝物體在成像傳感器表面有效成像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于所述圖像獲取和控制單元，是通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者嵌入式微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并配備了攝像機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)程序和采集控制軟件，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集和保存。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于所述圖像處理單元，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù) 中反映特定部位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征點(diǎn)位置信息的計(jì)算提取。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及裝置，它包括以下步驟1)設(shè)定標(biāo)記對(duì)患者待測(cè)量部位進(jìn)行標(biāo)記設(shè)定；2)圖像采集對(duì)患者特定部位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)連續(xù)圖像的采集；3)圖像處理對(duì)各圖像中反映運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征點(diǎn)的位置提?。?)數(shù)據(jù)分析對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行處理和分析；圖像采集單元，用于連續(xù)記錄患者標(biāo)記部位運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖像序列；圖像獲取和控制單元，用于動(dòng)態(tài)采集的圖像數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的保存；圖像處理單元，用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)圖像數(shù)據(jù)中反映運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征點(diǎn)的位置提?。粩?shù)據(jù)分析單元，用于分析患者特定部位的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，本發(fā)明具有無創(chuàng)測(cè)量，使用方便，成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，可用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期輔助診斷。
文檔編號(hào)A61B5/11GK103099622SQ20131001399
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者夏靈林, 蘇海, 黃強(qiáng)輝 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)