基于惯性传感器的帕金森病上肢运动障碍量化评估方法研究

发布时间：2022-01-06 18:37

　　帕金森病是一种中老年人群中常见的神经退行性疾病。震颤、肌强直、运动迟缓和姿势平衡障碍是它的四大主要症状。这些症状在不同程度上降低患者的日常生活质量,严重者甚至丧失运动能力,生活不能自理。经过长期左旋多巴药物治疗,患者晚期还可能会出现异动症和开关波动现象。帕金森病运动障碍症状的复杂性和变异性使临床评估成为了一大难题。在医院临床工作中广泛采用的运动障碍评估方法是通过各类量表进行评价,评估结果主要依赖医生的临床经验,其准确性和客观性难以保证。因此,临床上需要一种有效的客观评估方法来确定运动障碍的严重程度,帮助医生进行准确诊断和疗效评估。本文目的是基于惯性传感器的运动信号,研究帕金森病患者典型上肢运动症状的量化指标与分级评估方法。本文主要工作如下:（1）深入调研惯性传感器在评估帕金森病运动障碍中的应用情况和研究现状。在与临床医生合作开展前期临床测试的基础上,针对震颤和运动迟缓两种症状,构建上肢运动障碍量化评估体系。（2）设计运动信号采集系统,利用惯性传感器获取运动过程中的三维加速度和三维角速度信号。对应量表设计动作测试,建立运动障碍数据库,用于定量分析和评估患者的运动障碍症状。（3）手指动作信... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?ＰＤ患者服药后的波动现象??

统功耗应尽量低，至少保证５小时的连续工作时间；??操作应尽量简化，使临床医生在没有专业人员帮助下也能独临床医生一起对原型系统进行反复实验和改进，最终设计包节点和身体节点。信号采集系统用于后续的临床试验，采集试动作时的肢体运动信号，构建ＰＤ运动障碍数据库。??统总体设计??碍信号采集系统的总体构成如图３．１所示，包括手指节点、身无线路由器和上位机。在比较ＷｉＦｉ、蓝牙、ＺｉｇＢｅｅ等几种们决定系统采用ＷｉＦｉ无线局域网传输数据，它相对其他无带宽大、传输速率高，功耗虽然不是最低，但也能满足要求。每个设备分配一个固定的ＩＰ地址，上位机、无线路由器和线网络连接。同步完成以后，所有节点模块通过无线路由器传数据。每个模块都是一个带有微控制器的信号采集单元，软件保存，而不在模块内保存，进一步降低功耗和存储空间??２个节点??

其中，８个模块分布在左右侧前臂、上臂、大腿、小腿，都使用带魔??术贴的松紧带固定，剩下２个模块在后背和后腰部，放在特别定制的在后背和后??腰有小口袋的弹性背心里。手指节点和身体节点的位置如图３．２所示，图中数字??是预先分配的ＩＰ地址最后三位。??（ａ）?（ｂ）??＿?‘舂??图３．２惯性传感器位置示意图：（ａ）手指节点；（ｂ）身体节点??Ｆｉｇ．?３．２?Ｉｎｅｒｔｉａｌ?ｓｅｎｓｏｒ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ，?（ａ）?ｆｉｎｇｅｒ?ｎｏｄｅ；?（ｂ）?ｂｏｄｙ?ｎｏｄｅ．??３．?１．２硬件设计??１．惯性传感器??采集模块应能捕捉人体的三维运动信息，而且要紧凑小巧、便于穿戴。为满??足这些要求，所有惯性传感器都选用美国ＩｎｖｅｎＳｅｎｓｅ公司的ＭＰＵ６０５０，它在一??块芯片上集成了?１个三轴加速度计（测量沿Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的线加速度）和１个三??轴陀螺伩（测量绕Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的转动角速度），可以获取６个自由度的运动信??息，传感器各个轴方向如图３．３所示。ＭＰＵ６０５０内置放大器、低通滤波器和１６??位ＡＤＣ，可直接通过Ｉ２Ｃ总线输出数字量，无需外接转换和滤波电路，有助于??简化电路结构。它提供几个量程可选，在我们的系统中，通过编程选定加速度计??量程为±８ｇ

【参考文献】：
期刊论文
[1]帕金森病概述[J]. 陈佳妮.  生物学教学. 2010(08)



本文编号：3572967