[发明专利]一种辅助诊断脑性瘫痪的婴幼儿膝爬运动姿态分析系统

说明书

本发明涉及一种辅助诊断脑性瘫痪的婴幼儿膝爬运动姿态分析系统，属于医学测量领域。该系统包括运动姿态子参数计算模块、子参数分析模块和用户图形界面模块；在婴幼儿早期爬行阶段对运动功能进行客观评价，辅助医生做出婴幼儿脑瘫与否的诊断。本发明的优点为：(1)分析系统的数据来源于三维步态分析系统，数据采集过程对婴幼儿负担较小，较为安全有效。(2)系统操作清晰，方便医生调用数据，进行查看、增补、修改、数据对比等操作。(3)系统分析参数采用的算法基于运动学和医学原理，提高诊断的准确性与可靠性。

技术领域

本发明属于医学测量领域，涉及一种辅助诊断脑性瘫痪的婴幼儿膝爬运动姿态分析系统。

背景技术

脑性瘫痪(CerebralPalsy,CP)是一种由于围产期各种非进行性因素所导致的一种脑功能损伤综合，主要表现为运动障碍及姿势异常，目前尚无根治该病的有效方法，后期的康复疗效在很大程度上取决于对脑瘫性运动功能的早期客观评价，并以此开展的早期干预和早期治疗。

目前对于婴幼儿脑瘫的早期诊断，主要依靠GMFM粗大运动功能评估表、头颅影像学(如核磁共振、CT或B超的异常)、表面肌电信号sEMG、步态运动特征参数分析等，结合医生经验，得出脑瘫的诊断结果。

采用以上方案，一般在幼儿三岁后确诊脑瘫，从而延误脑瘫的早期干预治疗。此外，肌电信号检测信噪比低，干扰排除难；GMFM量表判断精确度不够，且依赖人的主观判断；考虑到辐射等因素，头颅影像学不适宜用于婴幼儿检测。因此，我们设计了基于三维步态分析系统的婴幼儿膝爬运动姿态分析系统，帮助医生辅助诊断脑瘫。

婴儿的爬行运动是所有粗大动作发展的基础，是婴儿的成长过程中必不可少的阶段，一般在婴儿期的7-9月。因此通过分析婴幼儿爬行姿态运动数据，可以较早地客观评价其运动功能，反映其神经发育情况，对运动功能发育迟缓的婴幼儿做到早发现早治疗，有利于促进其运动功能的康复。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种辅助诊断脑性瘫痪的婴幼儿膝爬运动姿态分析系统。在婴幼儿早期的爬行阶段对运动功能进行客观评价，辅助医生做出婴儿脑瘫与否的诊断。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种辅助诊断脑性瘫痪的婴幼儿膝爬运动姿态分析系统，该系统包括运动姿态子参数计算模块、子参数分析模块和用户图形界面模块；

(1)所述运动姿态子参数计算模块从婴儿爬行姿态原始数据中提取8种子参数：对侧肢体运动协调性参数、同侧肢体运动协调性参数、关节抬升保守性参数、关节屈伸保守性参数、运动稳定性参数、运动流畅性参数、运动平滑性参数和运动平衡性参数；

所述对侧肢体运动协调性参数ICoo为：

设n为一份运动数据中运动周期的计数值。

其中，k为周期总数；SP_n为第n个运动周期中单步运动中某侧上肢运动的速度平方值大于3(m/s)²的时间长度；ID_n为第n个运动周期中的特征延迟时间，具体而言是摆动相开始时刻到对侧下肢运动速度平方极大值时刻的时间长度；

同侧肢体运动协调性参数CCoo为：

设n为一份运动数据中运动周期的计数值。

其中，k为周期数；SP_n为第n个运动周期中单步运动中某侧上肢运动的速度平方值大于3(m/s)²的时间长度；CD_n为第n个运动周期中的特征延迟时间，具体而言是摆动相开始时刻到同侧下肢运动速度平方极大值时刻的时间长度；

关节抬升保守性参数LCon定义为：