[发明专利]一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术、生物医学工程、医疗卫生、康复医疗、人机工程等领域，特别涉及一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法。

背景技术

锥体外系疾病又称为运动障碍疾病，是指随意运动调节功能障碍，但肌力、感觉及小脑功能一般不受影响的一大类疾病。几种典型的锥体外系疾病包括帕金森病及各类帕金森综合征、肝豆状核变性、亨廷顿舞蹈病等，其主要临床表现为肌张力障碍(肌张力过高或过低)和随意运动调节功能障碍(包括震颤、手足徐动、舞蹈样动作、姿势步态障碍、扭转痉挛等)，如帕金森以震颤、肌僵直、运动徐缓、姿势步态障碍等为主要临床表现。

以帕金森为代表的锥体外系疾病具有发病率和致残率高，运动障碍形式复杂多样等特点，这种复杂性在临床上表现为多种锥体外系疾病之间存在症状的交叉和重叠。目前缺乏针对各种运动障碍形式的客观判定方法及其严重程度的定量分析手段。因此，在临床工作中对于锥体外系疾病的诊断和评估多依赖于医师的临床经验。目前临床上广泛采用的运动障碍评估方法是各类评估量表。每一种量表针对特定症状都设计有标准动作和判定依据，患者在医师的指导下完成相应动作，医师提问和观察后凭借临床经验给出评分。常见的量表包括：帕金森病统一评分量表(UPDRS)、Webster帕金森病分级量表(PDRS)、Hoehn-Yahr分级评定量表等。量表评价方法的优点是简单易用，无需专业的医疗评测装置辅助，即使在医疗条件相对落后的地方也可以开展，而且在实际的临床工作中有不错效果。但是，它的缺点也十分明显，主要体现在以下几点：

1、依靠医师的临床经验，主观性和差异性较强；在临床工作中常可见到不同医师对同一种锥体外系疾病甚至同一个患者的诊断、治疗以及愈后的判断存在较大差异的现象；

2、评估只能在医院由专业医师完成，没有远程监测和评估的能力；某些运动障碍症状的出现时间具有较大的不确定性，往往患者去医院就诊时没有表现出明显症状，此时医师只能靠问询患者和家属有无此类症状来判断，对最终的评分结果会产生较大影响；

3、耗费医师大量的时间和精力；锥体外系疾病属于慢性病，不论是病情症状的恶化还是运动功能的康复，都是一个长期发展的过程，期间还可能出现反复，因此医师的量表打分不是简单的一次或几次即可判定，需要多次随访，持续时间可能长达3至6个月。

由于量表评价方法的以上缺点，临床上有开发新的量化评测装置需求。可信的量化评测为此类疾病的准确诊断提供客观依据，从而使医师可以指定相应的康复治疗方案。在康复过程中，又可以随时跟踪患者的康复情况，并据此调整康复方案。然而，由于运动障碍症状的复杂性和多变性，准确客观地对其进行量化评测并不是一件容易的事情。近几十年来，随着计算机技术和信息技术的发展，以传感器信号采集、信号处理、特征提取、模式分类为主要手段的客观评价方法逐渐成为研究热点。研究人员已经开发出了多种量化评测装置，但是由于运动障碍症状的表现方式是多种多样的，如多发性震颤、姿势步态障碍、运动徐缓等等，现有装置往往关注的是某一种运动障碍的测量与评估，且多数还停留在实验室使用，没有在临床上得到普遍性的推广和应用。

发明内容

本发明的目的是：解决现有帕金森及运动障碍疾病运动障碍症状评估方法、测量装置存在的上述不足，提供了一种集成式的，操作方便，并能够根据实时测量结果对帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状做出量化评估的装置，即帕金森及相关椎体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，包括S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点、高速影像采集单元、中心计算机、惯性单元同步盒、同步状态灯、无线路由器、交换机、供电电源。特别是：

装置中S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元与一台中心计算机通过以太网实现互联，经过中心计算机实现4个采集单元在时域上的精确同步。以帕金森和其他相关锥体外系疾病患者为测试对象，同步无创采集患者在指定动作下的步态时空参数、足底压力分布特征、足底与地面接触三维作用力、静态平衡能力、手指震颤信息、肢体震颤信息以及身体各环节姿态信息。

所述装置中的S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元的各自结构以及各自与中心计算机的连接方式如下：