[发明专利]一种可穿戴冻结步态智能监测与助行设备

说明书

本发明提供了一种可穿戴冻结步态智能监测与助行设备，包括：三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴地磁传感器，用于采集X、Y、Z轴三轴加速度；微控制器，用于检测冻结步态状态；电源，为微控制器提供电源。本发明针对冻结步态这一特殊的步态障碍疾病，开发了FOG智能识别与分类算法，克服了以往通过对加速度设定临界阈值进行判断所带来的个体差异性误差，从而提高FOG的识别准确度。本发明在与现有的持续性激光引导方式相比，患者可在节律性激光引导下，其冻结步态次数显著降低，冻结持续时间缩短，步态的节律性和协调性有显著提高(p0.05)，在改善冻结步态症状时，达到了康复训练的效果。

技术领域

本发明涉及的是一种智能医疗辅助领域的设备，具体涉及一种可穿戴式冻结步态智能监测与助行设备。

背景技术

冻结步态(FOG)是帕金森病(PD)的一种常见步态异常症状，横断面研究显示30％-60％的PD伴有冻结步态。在其他神经系统变性疾病，如多系统萎缩、进行性核上性麻痹等疾病中，FOG的发病率较PD更高。FOG具有发生突然、持续时间短暂、情景触发而不可预测的特点，极易导致患者跌倒，严重影响患者生活质量。然而，在冻结步态的治疗方面，药物对冻结步态症状的改善效果不理想，甚至对有些患者而言，药物会加重FOG症状。因此，探索非药物治疗冻结步态新方法，开发相关医疗辅助设备已俞益受到关注。

中国专利CN105342812A记载了一种用于帕金森患者的可穿戴的助步器，该助步器穿戴于患者脚踝附近，通过在患者脚部前方产生引导光线，以视觉刺激的方式引导患者行走，达到冻结步态缓解的康复治疗效果。中国专利CN205728299U记载了一种用于帕金森患者的助步器鞋，该助步鞋本体内设有用于产生照射在患者脚步前方的助步引导标志光线的一字型激光器，在帕金森患者行走过程中产生助步引导标志光线，以视觉刺激来弥补患者本体感觉缺陷，缓解冻结步态。中国专利CN 104606868A记载了一种用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能手环，该设备输出模块包括振动单元、扬声器和线激光器。其可以通过触觉、听觉或视觉刺激等方式缓解帕金森病患者的冻结步态。

但是，上述专利所公开的激光助行设备，未对激光发射进行智能控制，无法监测患者冻结步态的发生状况。设备采用人工开启方式，一旦开启使用，激光线一直处于常亮状态，容易给患者造成视觉疲劳，减弱患者步行时的注意力，不能有效改善FOG症状。由于FOG的发生与环境和情景有关，即FOG通常发生在患者起步、转弯、狭小空间、接近终点和情绪紧张等短时或瞬间情况下，患者行进过程中则少有FOG发生，因此有文献报道，这种持续性激光对患者行进过程不发挥作用，相反易干扰患者的正常行走。其次，研究还发现，持续性激光暗示也并不具有康复训练的功能，即患者在使用该类型激光助行设备时，患者的步态特征参数，如步态的节律性和协调性未见有效改善。

综上所述，目前尚未见有关通过运动模式识别技术自动探测患者冻结步态发生、由实时控制激光发射的时间和频率、实现患者冻结步态症状改善和康复训练双重效果的可穿戴智能激光监测与助行设备。

发明内容

针对目前可穿戴智能激光助行设备存在的缺陷，本发明提供了一种冻结步态(FOG)智能监测设备。

本发明所述的可穿戴冻结步态智能监测与助行设备，包括：

三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴地磁传感器，用于采集X、Y、Z轴三轴加速度；微控制器，用于检测冻结步态状态；

电源，为微控制器提供电源。

在本发明的一种优选实施例中，所述微控制器包括：

数据采集模块：用于采集行进过程中的X、Y、Z三轴加速度，获得加速度时间序列矩阵；

FOG编码模块：发生FOG时，编码为1，发生非FOG时，编码为-1；