使用惯性传感器信号评估下肢截肢者的步态变化:步态参数测量的替代方法

科学领域:

• 生物力学和康复工程
• 可穿戴传感器技术
• 假肢和辅助设备

背景情况:

• 有效的步态监测和康复对于残疾人来说至关重要.
• 惯性传感器为长期的诊所外行走评估提供了潜力.
• 开发适用于各种步态偏差的最小侵入性系统仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 通过直接分析惯性传感器数据来评估下肢假肢使用者的步行模式.
• 调查陀螺仪和加速度计数据对步态评估的有效性.
• 分析步态变化的不同算法进行比较.

主要方法:

• 11名下肢假肢使用者使用步态扰乱生物反系统进行了行走试验.
• 十二名参与者接受了物理治疗师的步行训练.
• 在身体下部放置惯性传感器 (陀螺仪,加速度计);评估了三种算法 (HMM-SM,SOM,DTW).

主要成果:

• 自组织地图 (SOM) 和动态时间扭曲 (DTW) 有效地评估了步态变化.
• 在步行评估中, 上肢和下肢的传感器表现优于骨盆上的传感器.
• 算法成功地识别出因扰动和训练而导致的步态变化.

结论:

• 直接分析惯性传感器数据可以有效评估假肢使用者的步态变化.
• 可穿戴,可适应的系统显示出精确的,现实世界的步态监测和治疗干预的前景.
• 这种方法为长期康复和改善生活质量提供了宝贵的工具.