评估一个有限状态机器算法,用脚加速度计测量步行:跨越一系列步行速度,任务和个人行走能力的性能
Benjamin F Cornish1, Karen Van Ooteghem1, Matthew Wong1
1Department of Kinesiology and Health Sciences, University of Waterloo, 200 University Ave West, ON, Canada, N2L 3G1.
Medical engineering & physics
|November 18, 2024
概括
一个新的有限状态机器 (FSM) 算法使用脚式加速度计准确检测步骤. 这种可穿戴传感器方法使健康和残疾人能够在不同的环境中进行全面的步态分析.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 可穿戴技术是可穿戴的技术.
- 数字健康数字健康
背景情况:
- 步态分析对于评估神经系统疾病至关重要.
- 准确的步伐检测对于全面的步态评估至关重要.
- 可穿戴式加速度计为步态监测提供了一个便携式解决方案.
研究的目的:
- 用脚加速度计来评估有限状态机 (FSM) 算法的步骤检测的准确性.
- 在各种步行速度,任务和人群中评估算法性能.
- 确定FSM算法的可行性,用于临床和自由生活步态评估.
主要方法:
- 从年轻和年长的成年人中收集了脚穿戴加速度计数据.
- 使用有限状态机器 (FSM) 算法来识别步行周期子阶段并检测步伐.
- 算法衍生出的步数与使用错误分析和布兰德-阿尔特曼图表的手动计数进行了比较.
主要成果:
- FSM算法在步骤检测中实现了超过96%的准确性.
- 在广泛的步行速度 (0.4-2.6米/秒) 和任务条件中,性能仍然很高.
- 该算法在患有神经疾病的年轻人和老年人中都表现出强大的准确性.
结论:
- 脚加速度计与FSM算法相结合,提供了一种准确且易于使用的步态分析方法.
- 这种方法可以在临床和自由生活环境中进行全面的步态评估,即使是在可变的行走任务中.
- 验证的算法对于识别相位依赖的步态障碍至关重要.
