[发明专利]一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法

权利要求书

1.一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，该方法通过手功能康复定量评估设备获取手部骨骼及各关节点信息，并提取相关位置参量，通过相关位置参量获取腕背伸动作运动过程中的平均角速度、平均角加速度及腕背伸角的评估值，以患者的健康手为参考对象，获取患者在康复训练过程中腕背伸动作的定量描述。

2.根据权利要求1所述的一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，该方法具体包括腕背伸动作定量评估步骤、腕背伸动作评估结果获取步骤及腕背伸动作患者测试步骤。

3.根据权利要求2所述的一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，所述的腕背伸动作定量评估步骤包括数据采集、数据预处理、评估参数处理和评估结果统计。

4.根据权利要求3所述的一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，所述的数据采集通过手功能康复定量评估设备获取手部骨骼及各关节点信息，提取相关位置参量，所述的相关位置参量包括中指掌骨关节尖端关节点坐标A(X₁，Y₁，Z₁)、中指掌骨关节末端关节点坐标B(X_2,,Y₂,Z₂)、沿手臂指向手掌方向向量

5.根据权利要求4所述的一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，所述的数据预处理的内容为：

1)获取中指掌骨方向向量

2)获取腕关节方向向量

3)将原始坐标系沿X轴向Y轴正向旋转45°，得坐标系X'OY'Z'；

4)分别取在Y'OZ'平面上的投影，得定义腕背伸角θ的大小为：

6.根据权利要求5所述的一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，所述的评估参数处理包括如下步骤：

a.t＝0时刻，存入初始条件下拇指、食指、中指、无名指和小指的远端指骨、中间指骨、近端指骨、掌指关节的尖端和末端关节点坐标、掌心坐标、手腕中点坐标、手腕方向向量、手掌方向向量、手掌法向量和腕背伸角θ的值；

b.当t为运动过程中任意时刻，当腕背伸角大于0度时，每当腕背伸角偏转大小大于1°时，存入此刻拇指、食指、中指、无名指和小指的远端指骨、中间指骨、近端指骨、掌指关节的尖端和末端关节点坐标、掌心坐标、手腕中点坐标、手腕方向向量、手掌方向向量、手掌法向量和腕背伸角θ的值；

c.当运动至最大限度并向初始位返回时，停止数据采集，并将运动过程中背伸角度最大值和最小值存储；

d.在健手与患手数据采集中均进行多次采集，取最优结果进行存储，并对数据进行评估。

7.根据权利要求6所述的一种基于人手腕背伸动作的手功能康复定量评估方法，其特征在于，所述的评估结果统计的方法为：

a.最大腕背伸背伸角度范围差值：Δθ_h＝θ_max-θ₀；

b.每偏转1度的角速度：

其中：θ'、t'为当前帧获取到的角度和录入时间，θ₁、t₁为前一帧获取到的角度和录入时间；

c.运动过程中，每转动1度的平均角速度：

其中：i为偏转度数，n为偏转最大角度，N为总偏转度数；

d.腕背伸角加速度：

e.运动过程中，每转动1度的平均角加速度：