人体平衡能力检测系统设计与实现

摘要

平衡能力的好坏是衡量人体维持日常生活中的各种姿势、保证躯体正常运动的重要身体机能的重要指标。平衡能力障碍的主要表现为站立或行走不稳,容易发生摔倒,患者日常生活无法自理,生活质量严重下降,对其家庭及社会造成很大的负担。平衡能力检测对患者病情评估、治疗具有非常重要指导意义。
　　为了检测患者的平衡能力,研究提出了基于加速度传感器的平衡能力的检测方法,设计并实现了基于加速度传感器的平衡检测系统及配套的摔倒报警装置。结合临床应用的需求,系统采用倾角检测的方法测量平衡能力失常患者的静态平衡能力并使用统计学方法统计、计算各项平衡能力指标;针对平衡能力失常患者的动态平衡能力检测,研究提出了三个具有特征意义的动态平衡能力统计指标及动态平衡能力的检测算法;为了达到平衡能力检测的连续性,实现静止、运动平衡能力检测模式间的自动切换,系统设计了一套基于运动状态的检测算法。针对患者平衡能力受损,检测过程中容易出现摔倒的问题,提出了基于平衡检测原理的摔倒检测算法。
　　系统通过实验验证,结果显示,系统硬件工作稳定、在4米检测范围内可准确、有效记录患者三轴加速度变化值,静态和动态平衡检测算法对健康人群与平衡能力障碍患者均具有良好区分度,运动状态检测算法准确有效。摔倒报警系统有较高的灵敏度,可以及时报警,达到了设计指标。

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1绪 论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究基础及本项目的主要研究内容

1.4 论文的组织结构

2系统硬件设计

2.1加速度传感器检测原理

2.2无线平衡数据采集系统硬件设计

2.3摔倒报警检测装置硬件设计

2.4本章小结

3系统算法设计

3.1信号的采集与预处理算法

3.2静态平衡能力检测

3.3动态平衡能力检测

3.4运动状态检测

3.5摔倒报警检测

3.6本章小结

4系统实现及结果分析

4.1系统实现

4.2实验及结果分析

4.3本章小结

5总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献