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[發明專利]一種步態健康評估方法及裝置有效

專利信息
申請號: 202010202430.7 申請日: 2020-03-20
公開(公告)號: CN111436940B 公開(公告)日: 2021-11-09
發明(設計)人: 高偉東;楊益娜 申請(專利權)人: 北京郵電大學
主分類號: A61B5/11 分類號: A61B5/11;A61B5/103;G06N5/04
代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002 代理人: 張秀程
地址: 100876 北京市*** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 步態 健康 評估 方法 裝置
【權利要求書】:

1.一種步態健康評估裝置,其特征在于,包括:

獲取識別模塊,用于獲取步態壓力信號,基于所述步態壓力信號采用模糊邏輯推理規則識別步態相位;

所述基于所述步態壓力信號采用模糊邏輯推理規則識別步態相位,具體包括:

選擇所述步態壓力信號的輸入輸出模糊集;

定義所述步態壓力信號的輸入輸出隸屬度函數;

基于所述輸入輸出模糊集和所述輸入輸出隸屬度函數設計所述模糊邏輯推理規則,根據所述模糊邏輯推理規則建立模糊規則表;

基于所述模糊邏輯推理規則對所述步態壓力信號的輸入輸出變量進行預設運算,得到模糊推理結果聚合;

將所述模糊推理結果聚合進行去模糊化處理,得到所述步態相位;

所述選擇所述步態壓力信號的輸入輸出模糊集,具體包括:

輸入包括ADC采集的所述步態壓力信號對應的模擬電壓值,輸出包括步態相位值;

其中,所述步態相位值與步態周期對應,所述步態周期包括站立相和擺動相,所述站立相包括首次觸地期、承重反應期、支撐相中期、支撐相末期和擺動前期,所述擺動相包括擺動相早期、擺動相中期和擺動相末期;

所述定義所述步態壓力信號的輸入輸出隸屬度函數,具體包括:

采用sigmoid型隸屬函數模糊化所述模擬電壓值,將所述模擬電壓值分成第一輸入模糊集和第二輸入模糊集,所述模擬電壓值處于預設電壓區間范圍內;

采用梯形隸屬函數模糊化所述首次觸地期和所述擺動相,采用三角形隸屬函數模糊化所述承重反應期、所述支撐相中期、所述支撐相末期和所述擺動前期,得到輸出變量,所述輸出變量處于預設輸出變量區間范圍內,并以預設間隔進行對應;

記錄模塊,用于記錄所述步態相位的相位順序;

計算模塊,用于根據相位序列間隔計算步態相位持續時間,以及總體步態周期;

統計模塊,用于基于Perry模型標準步態順序,根據醫學標準相位持續時間統計偏離標準步態的異常步態周期;

處理模塊,用于基于所述異常步態周期和所述總體步態周期得到異常周期占比,將所述異常周期占比作為步態健康評價依據;

所述異常周期占比的公式為:

2.根據權利要求1所述的步態健康評估裝置,其特征在于,所述基于所述輸入輸出模糊集和所述輸入輸出隸屬度函數設計所述模糊邏輯推理規則,并根據所述模糊邏輯推理規則建立模糊規則表,具體包括:

根據所述第一輸入模糊集、所述第二輸入模糊集和所述輸出變量設計所述模糊邏輯推理規則,基于所述模糊邏輯推理規則構建所述模糊規則表;

基于所述模糊邏輯推理規則,定義模糊推理規則矩陣表示所述模糊邏輯推理規則。

3.根據權利要求1所述的步態健康評估裝置,其特征在于,所述基于所述模糊邏輯推理規則對所述步態壓力信號的輸入輸出變量進行預設運算,得到模糊推理結果聚合,具體包括:

將所述輸入輸出變量代入所述輸入輸出隸屬度函數,得到隸屬度;

根據所述隸屬度,結合所述模糊規則表,得到被觸發規則;

通過所述預設運算獲得規則前提可信度;

基于所述規則前提可信度,將所述輸入輸出變量進行所述預設運算,得到規則可信度;

基于所述規則可信度提取若干規則推理結果的并集,所述并集作為所述模糊推理結果聚合。

4.根據權利要求1所述的步態健康評估裝置,其特征在于,所述將所述模糊推理結果聚合進行去模糊化處理,得到所述步態相位,具體包括:

采用平均最大值法將所述模糊推理結果聚合進行去模糊化處理,得到所述步態相位。

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