專利名稱：一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法及裝置。
背景技術(shù)：
身體穩(wěn)定性:正常人體具有維持軀體或肢體平穩(wěn)的能力。軀體或肢體平穩(wěn)性受神經(jīng)系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。而在 多種病理狀態(tài)下，機體控制軀體或肢體平穩(wěn)的能力下降，表現(xiàn)為軀體晃動、肢體震顫，嚴重者手不能持物，甚至不能站立。既往評價軀體晃動和肢體震顫依靠肉眼的觀察。這一方法的主觀性太強，因而明顯影響到評價的精確性和客觀性。至今缺乏一種簡便和可靠的檢查方法。導(dǎo)致身體穩(wěn)定性降低的疾病:
1.帕金森癥:帕金森癥的早期表現(xiàn)為肢體和軀體的震顫。是中老年人最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。早期典型表現(xiàn)之一為出靜止性震顫，如帕金森患者表現(xiàn)出頻率5Hz(3 8Hz ),的靜止性震頗，并多出現(xiàn)在手，下肢，口及頭部；
2.小腦疾病:主要表現(xiàn)為平衡失調(diào)，導(dǎo)致肢體和軀體穩(wěn)定性降低；
3.甲狀腺機能亢進:可以表現(xiàn)為肢體和軀體的細微震顫；
4.癱瘓肢體:肢體和軀體的細微震顫的功能缺陷；
雖然上述疾病有各自的診斷方法，如影像學(xué)檢測方法:腦CT、MRI，可以發(fā)現(xiàn)一些解剖學(xué)的變化，從而得出診斷。也可以檢測一些化學(xué)物質(zhì)來評價，如帕金森癥可通過腦脊液中DA的最終代謝產(chǎn)物高香草酸(HVA)檢測。但是，一些患者不存在腦的影像學(xué)改變。尤其是在早期病變階段。因此，身體穩(wěn)定性評價系統(tǒng)的應(yīng)用可以早期發(fā)現(xiàn)疾病的線索，也利于對早期身體穩(wěn)定性失?；颊叩妮o助診斷。身體穩(wěn)定性評價系統(tǒng)的應(yīng)用范圍:1.神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期輔助診斷方法；2.肢體穩(wěn)定性評價:一些工種和職業(yè)需要高度的肢體的穩(wěn)定性，如精細手術(shù)者，射擊等。該系統(tǒng)可以用以評價有關(guān)從業(yè)人員的肢體穩(wěn)定性；也可以用以評價訓(xùn)練效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法及裝置，它具有實現(xiàn)身體穩(wěn)定性評價的非接觸式測量及輔助診斷，尤其適用于對早期身體穩(wěn)定性失?；颊叩妮o助診斷的優(yōu)點。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法及裝置，通過固定一個標(biāo)記在患者被測量部位，被測量部位的運動將帶動標(biāo)記發(fā)生運動，固定圖像采集單元，并由與圖像采集單元相連的計算機采集并保存標(biāo)記的動態(tài)圖像。由圖像處理單元實現(xiàn)圖像序列的數(shù)據(jù)處理，得出標(biāo)記在各圖中的坐標(biāo)位置，以連續(xù)的坐標(biāo)點位置作為關(guān)鍵節(jié)點，將其插值成一條曲線，并以此還原被測部位的運動軌跡。該方法的主要步驟包括:
設(shè)定標(biāo)記:對患者待測量部位進行標(biāo)記設(shè)定，并保證標(biāo)記的運動和被測量部位的運動一致，同時標(biāo)記的形狀、顏色、位置應(yīng)便于進行圖像的采集和數(shù)據(jù)的處理。如標(biāo)記可以為一個與測量部位顏色差異明顯的圓點也可為其他類似圖案或結(jié)構(gòu)，使得成像后標(biāo)記圖案明顯；
圖像采集:對患者特定部位運動狀態(tài)連續(xù)圖像的采集，圖像的采集由數(shù)據(jù)采集單元完成，采集單元按照統(tǒng)一的時間間隔對標(biāo)記進行圖像采集，并按照順序保存圖像；數(shù)據(jù)采集單元與被測量部位之間的距離、角度滿足如下關(guān)系:1)標(biāo)記在相機中的成像清晰；2)標(biāo)記始終在視場以內(nèi)；
圖像處理:首先對圖像進行二值化，得到標(biāo)記所對應(yīng)的圖像并去除標(biāo)記之外的數(shù)據(jù)部分，通過中心計算法
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 1)設(shè)定標(biāo)記:對患者待測量部位進行標(biāo)記設(shè)定； 2)圖像采集:對患者特定部位運動狀態(tài)連續(xù)圖像的采集； 3)圖像處理:對各圖像中反映運動狀態(tài)的特征點的位置提取； 4)數(shù)據(jù)分析:對特征點進行處理和分析，得出用于表征身體穩(wěn)定性的評價結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法，其特征在于所述的標(biāo)記固定于待測部位，為斑點或一種結(jié)構(gòu)，用于使得標(biāo)記最終成像后形成對比度明顯的圖片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法，其特征在于所述的圖像采集，在采集過程中，采集單元按照統(tǒng)一的時間間隔和工作距離對患者標(biāo)記部位進行圖像的自動連續(xù)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法，其特征在于所述的圖像處理，包括圖像的二值化處理、特征點在圖片中坐標(biāo)位置以及圖片的順序序列的提取；其中圖像進行二值化后得到標(biāo)記所對應(yīng)的圖像并去除標(biāo)記之外的數(shù)據(jù)部分，通過如下中心計算法公式(I)和公式(2 )實現(xiàn)的，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)分析，對各圖中標(biāo)記點的位置坐標(biāo)進行曲線插值，并對插值后的曲線，提取軌跡曲線的幅、頻及分布參數(shù)，通過對參數(shù)進行分類和比較，得出用于表征身體穩(wěn)定性的評價結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價裝置，其特征在于包括:圖像采集單元，用于連續(xù)記錄患者標(biāo)記部位運動狀態(tài)的圖像序列；圖像獲取和控制單元，與圖像采集單元相連接，用于動態(tài)采集的圖像數(shù)據(jù)并實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的保存；圖像處理單元，用于實現(xiàn)連續(xù)圖像數(shù)據(jù)中反映運動狀態(tài)的特征點的位置提??；數(shù)據(jù)分析單元，用于通過分析諸多特征點數(shù)據(jù)，分析患者特定部位的運動狀態(tài)，從而得出用于表征身體穩(wěn)定性的評價結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價裝置，其特征在于所述圖像采集單元包含攝像機和鏡頭兩部分，其中，攝像機可由CMOS或者CCD成像傳感器組成，鏡頭實現(xiàn)被拍攝物體在成像傳感器表面有效成像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價裝置，其特征在于所述圖像獲取和控制單元，是通用的計算機系統(tǒng)或者嵌入式微計算機系統(tǒng)，并配備了攝像機所需的驅(qū)動程序和采集控制軟件，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的動態(tài)采集和保存。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價裝置，其特征在于所述圖像處理單元，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù) 中反映特定部位運動狀態(tài)的特征點位置信息的計算提取。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于圖像的身體穩(wěn)定性評價方法及裝置，它包括以下步驟1)設(shè)定標(biāo)記對患者待測量部位進行標(biāo)記設(shè)定；2)圖像采集對患者特定部位運動狀態(tài)連續(xù)圖像的采集；3)圖像處理對各圖像中反映運動狀態(tài)的特征點的位置提??；4)數(shù)據(jù)分析對特征點進行處理和分析；圖像采集單元，用于連續(xù)記錄患者標(biāo)記部位運動狀態(tài)的圖像序列；圖像獲取和控制單元，用于動態(tài)采集的圖像數(shù)據(jù)并實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的保存；圖像處理單元，用于實現(xiàn)連續(xù)圖像數(shù)據(jù)中反映運動狀態(tài)的特征點的位置提取；數(shù)據(jù)分析單元，用于分析患者特定部位的運動狀態(tài)，本發(fā)明具有無創(chuàng)測量，使用方便，成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，可用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期輔助診斷。
文檔編號A61B5/11GK103099622SQ20131001399
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者夏靈林, 蘇海, 黃強輝 申請人:南昌大學(xué)