[发明专利]基于手各个部位在三维空间位置变化的手功能评价装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于手各个部位在三维空间位置变化的手功能评价装置及方法。本装置包括两个左右并列的暗箱或一个上部分隔成两部分的暗箱，暗箱顶部有光源和摄像设备，底部有体感控制器，中部有手出入口。本方法应用于手功能评价装置，检测患侧手和健侧手，以及患侧手和标准手之间的区别程度，从而完成对患侧手的评价。本发明能够对手功能恢复状态实现数字化、系统化和规范化的测量，可帮助医生客观的评价患者手部位的康复状况，做出正确判断，从而可提出有效治疗方案，为患者早日康复提供有力的帮助。

技术领域

本发明涉及一种基于手各个部位在三维空间位置变化的手功能评价装置及方法。应用在手功能评价系统中自动检测患侧手和健侧手，以及患侧手和标准手之间的区别程度，从而完成对患侧手的评价。此发明能够对手功能回复状况实现数字化、系统化和规范化，帮助医生客观的评价患者手部位的康复情况，做出正确判断，提出有效治疗方案，使患者早日康复。

技术背景

手功能评价是指患者的患侧手在康复过程中，通过与健侧手或标准手进行比较，从而得出患侧手的伤残程度和康复程度。这在手功能恢复的过程中起着评价、对比、观察疗效的作用,可以指导医生随时调整治疗方案；并通过伤残程度的数据标示为社会有关部门提供手功能的判断标准。手功能评价必须严格按照规范的标准方法实施，以保障评价的效度和信度。目前主要评价方法主要还是按照1975年美国手外科推荐的TAM系统评价方法，用关节总体活动度测定法评定曲伸肌腱疗效，即远位指间关节主动屈曲度之和作为该指总的活动度(TAM)。标准为：优(活动范围正常)、良(大于健测的75％)、可(大于健测的50％)、差(小于健测的50％)。在评价过程中需要专业医生进行测定和评价，由于测定者的个人差异已经判断标准的范围较大，110％-75％-50％-0％这些范围直接的变化无法细致区别，对于训练过程中的细致变化无法反应，而造成康复训练过程中无法及时进行训练程序的调整，严重影响训练效果，而且，现行的评价方法存在着非常大的主观性和不可靠性。

为了建立客观的精确的评定标准，本专利利用测量三维空间中手势识别的体感控制器，例如：Leap Motion，Nimble Sense等来获得手各个部位(例如指节和关节)的空间位置信息，从而完成三维空间中患侧手和健侧手以及患侧手和标准手的精确对比，从而解决手部运动评定过程中人为测量的误差和判断精确的问题，使一般非专业医生也可以简单准确地对手功能进行评定。同时，本专利设计了一个手功能评价系统平台，包含了计算机、测量三维空间中手运动的体感控制器、高速摄像机，并把它们整合为一个完整的系统，实现手功能评价。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的不足，提出一种基于手各个部位在三维空间位置变化的手功能评价装置及方法，能够自动检测和描述运动过程中患侧手和健侧手以及患侧手和标准手的区别程度，从而帮助医生客观的评价患者手部位的康复情况，并做出正确判断，从而提出有效治疗方案。

为达到上述目的，本发明的构思是：目前的手功能评价方法仍然是医生根据健侧手和患侧手的区别来进行主观上的判断，本发明可以克服由于医生的主观判断而造成的错误；如果仅仅对二维视频图像进行分析来评价患侧手，会因为二维图像缺乏三维信息而造成区分程度的精度下降，本发明可以根据患侧手上的每个关节和指节的三维空间位置，来匹配健侧手或者标准手的相应位置，从而能够自动给出患侧手的变化数据，计算机在这个数据的基础上，可以客观的给出患侧手病患级别。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于手各个部位在三维空间位置变化的手功能评价装置，包括左右两个相同的暗箱，暗箱内部颜色和手的颜色有显著的区分；每个暗箱分为上下两个部分，用一个不影响体感控制器工作的隔板分开；每个暗箱的顶部各安装一个摄像设备；每个暗箱的内部各安装数个面光源；每个暗箱的一个侧面在紧靠中部网格上边有一个手伸入的出入口；每个出入口外侧安置一片遮光布，颜色和暗箱内部颜色一致，在遮光布的中间出入口处安装一个松紧带；在每个暗箱的底部各安置一个体感控制器。