通过脚步诱导的地板振动进行无处不在的步态分析

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 传感器技术 传感器技术
• 数字健康数字健康

背景情况:

• 定量步态分析对于诊断和监测神经和肌肉骨疾病至关重要.
• 传统的步态分析方法 (摄像机,可穿戴设备) 在日常生活环境中存在实际限制.
• 需要非侵入性,隐私友好的,持续的步态监控解决方案.

研究的目的:

• 开发和验证一种使用被动地板振动传感的新型步态分析系统.
• 从地板振动来估计关键的时间,空间和步态健康参数.
• 为应对地板类型变化的挑战,并开发适应算法.

主要方法:

• 使用安装在地板上的振动传感器来被动捕获脚步产生的振动.
• 开发了地板适应算法,以在不同表面上概括特征提取.
• 对20名成年人进行了现实世界步行实验,分析了在混凝土和木地板上超过12,000次的步行周期.

主要成果:

• 在估计时间参数方面取得了高准确性 (90.5%,RMSE 0.08s).
• 在空间参数 (71.3%,RMSE 0.38m) 中表现出良好的准确性.
• 对于行走健康指标 (92.3%,RMSPE 7.7%) 显示出很强的准确性.

结论:

• 被动地板振动传感为步态分析提供了一种可行,低成本和非侵入性的方法.
• 开发的地板适应算法使得可靠的步态参数估计在不同的环境.
• 这项技术有望用于持续的家庭步态健康监测和早期疾病检测.