[发明专利]基于可穿戴式传感装置的帕金森运动症状量化评估系统

说明书

本发明涉及一种基于可穿戴式传感装置的帕金森运动症状量化评估方法。该方法包括初始化传感器、获取帕金森患者多项典型运动症状原始数据、对原始数据进行预处理、提取特征数据、以及借助训练过的神经网络量化帕金森患者的每一项运动症状，并基于此量化结果进行综合评估。本发明提出的基于可穿戴式传感装置的帕金森运动症状量化评估方法，可以实现在无专业医生陪同的情况下对用户的各项帕金森运动症状进行有标准地量化，并对用户的帕金森病情或恢复情况作出综合评估，让用户在日常生活中居家就能实现帕金森病情的监测。同时，本发明方法提出的系统装置原理简单，使用方便，安全性高，实时性优，精度高，适用范围广泛。

技术领域

本发明涉及柔性电子、数据分析以及医疗监测领域，特别涉及一种基于可穿戴式传感装置的帕金森运动症状量化评估方法。

背景技术

帕金森病是一种慢性中枢神经系统退化性失调的疾病，会对患者的运动、语言和其他功能造成损害。据统计，2020年全世界患病人数已超过1000万，其中65岁人群患病率为2％。我国有超过300万帕金森患者，其中65岁以上中老年人发病率为1.7％，患病人数约占全球患者总数的三分之一。帕金森已是继恶性肿瘤、心脑血管疾病之后中老年的第三杀手，严重影响患者的生活，随着疾病恶化最终患者僵卧在床，生活不能自理，给家庭和社会带来沉重的负担，成为亟需关注的社会问题。

目前，药物治疗是治疗早期帕金森的主要手段，但是经过一段时间治疗后，会逐渐出现症状波动和异动症等并发症，所以需要长期的运动症状监测。至今帕金森运动症状监测及相应量化评估仍然是其诊疗中的一个难题，特别是我国帕金森仍处于“认知度低、就诊率低、诊断率低”的“三低”状态。而且在患者治疗过程中，由于没有持久有效监测药效的手段，在药物治疗中对病人的用药剂量大多也依据经验判断，因此急需开发一款可以持续监测帕金森运动症状的设备来解决上述问题。

帕金森患者的主要运动症状为震颤、运动迟缓、肌肉僵直和平衡障碍。其中，手部的静止性震颤是主要的临床症状之一，大约70％的帕金森患者有手部静止性震颤症状，特征为患者的手指在静止状态下不自主地抖动，典型患者的症状表现为搓丸样的震颤，震颤的频率多为4-6Hz。同样以震颤为主要症状的疾病还有特发性震颤，主要表现为手、头部及身体其他部位的姿势性和运动性震颤，震颤的频率为5-8Hz。由于两种疾病临床上表现出大量相似症状，即使由运动障碍专家进行诊断，临床误诊率仍然很高：大约20％的帕金森震颤会被诊断为特发性震颤；反之，大约25％的特发性震颤会被诊断为帕金森震颤。尤其是在病情早期阶段，鉴别两种疾病更为困难。早期对症治疗对抑制病情的恶化尤为重要。目前，帕金森症状的严重程度及其治疗效果主要由神经科医生参照统一帕金森病评定量表等评价标准，辅以电生理以及影像检查手段或者凭经验和感觉进行诊断。这种诊断方式不可避免地存在以下弊端：(1)对医师专业技能要求高；(2)敏感性低，不易发现患者的轻微症状；(3)难以消除不同评估者主观差异造成的影响；(4)不利于对患者的病情进行纵向观察；(5)缺乏客观评价标准，容易造成误诊。

帕金森患者的另一主要症状为肌肉僵直。临床上针对此症状的常规诊断方法主要为手写评估测试。该测试要求患者执行一系列特定图案的书写任务，如阿基米德曲线、米字临摹、随意图画、书写不同长度的词语等。帕金森患者由于肌肉僵硬以及运动迟缓，绘制的图案对比标准图案会有较大的偏差，而特发性震颤患者由于姿势型震颤更是难以完成图案绘制的任务，偏差相比帕金森患者更大，医生常常通过观察患者绘制的图案对患者病理及病情做出判断。虽然该方法简单方便，且为临床医生广泛采用，但仍有不足之处：(1)该方法不适用于前驱期运动症状尚不明显的帕金森患者的诊断；(2)无法量化反映患者运动迟缓等症状；(3)无法如实反映患者病情。患者在完成绘制任务时，常常因为心理紧张而使病情表现得比实际更加严重；(4)无法提供量化数据，难以据此对患者病情以及康复情况做出理性判断。

除了上述以外，帕金森病对患者威胁最大的就是伴发的各种行为障碍。其中平衡障碍最为关键，这关系到了帕金森患者的基本生活和行走能力。传统的闭目直立实验只能观察受检者有无站立不稳或倾倒，并不能对患者的平衡障碍程度以及治疗后的恢复情况进行量化，存在一定的不准确性。