專利名稱：一種基于圖像的身體穩定性評價方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于圖像的身體穩定性評價方法及裝置。
背景技術：
身體穩定性:正常人體具有維持軀體或肢體平穩的能力。軀體或肢體平穩性受神經系統的控制和調節。而在 多種病理狀態下，機體控制軀體或肢體平穩的能力下降，表現為軀體晃動、肢體震顫，嚴重者手不能持物，甚至不能站立。既往評價軀體晃動和肢體震顫依靠肉眼的觀察。這一方法的主觀性太強，因而明顯影響到評價的精確性和客觀性。至今缺乏一種簡便和可靠的檢查方法。導致身體穩定性降低的疾病:
1.帕金森癥:帕金森癥的早期表現為肢體和軀體的震顫。是中老年人最常見的中樞神經系統變性疾病。早期典型表現之一為出靜止性震顫，如帕金森患者表現出頻率5Hz(3 8Hz ),的靜止性震頗，并多出現在手，下肢，口及頭部；
2.小腦疾病:主要表現為平衡失調，導致肢體和軀體穩定性降低；
3.甲狀腺機能亢進:可以表現為肢體和軀體的細微震顫；
4.癱瘓肢體:肢體和軀體的細微震顫的功能缺陷；
雖然上述疾病有各自的診斷方法，如影像學檢測方法:腦CT、MRI，可以發現一些解剖學的變化，從而得出診斷。也可以檢測一些化學物質來評價，如帕金森癥可通過腦脊液中DA的最終代謝產物高香草酸(HVA)檢測。但是，一些患者不存在腦的影像學改變。尤其是在早期病變階段。因此，身體穩定性評價系統的應用可以早期發現疾病的線索，也利于對早期身體穩定性失常患者的輔助診斷。身體穩定性評價系統的應用范圍:1.神經系統疾病的早期輔助診斷方法；2.肢體穩定性評價:一些工種和職業需要高度的肢體的穩定性，如精細手術者，射擊等。該系統可以用以評價有關從業人員的肢體穩定性；也可以用以評價訓練效果。

發明內容
本發明的目的在于提供了一種基于圖像的身體穩定性評價方法及裝置，它具有實現身體穩定性評價的非接觸式測量及輔助診斷，尤其適用于對早期身體穩定性失常患者的輔助診斷的優點。本發明是這樣來實現的，一種基于圖像的身體穩定性評價方法及裝置，通過固定一個標記在患者被測量部位，被測量部位的運動將帶動標記發生運動，固定圖像采集單元，并由與圖像采集單元相連的計算機采集并保存標記的動態圖像。由圖像處理單元實現圖像序列的數據處理，得出標記在各圖中的坐標位置，以連續的坐標點位置作為關鍵節點，將其插值成一條曲線，并以此還原被測部位的運動軌跡。該方法的主要步驟包括:
設定標記:對患者待測量部位進行標記設定，并保證標記的運動和被測量部位的運動一致，同時標記的形狀、顏色、位置應便于進行圖像的采集和數據的處理。如標記可以為一個與測量部位顏色差異明顯的圓點也可為其他類似圖案或結構，使得成像后標記圖案明顯；
圖像采集:對患者特定部位運動狀態連續圖像的采集，圖像的采集由數據采集單元完成，采集單元按照統一的時間間隔對標記進行圖像采集，并按照順序保存圖像；數據采集單元與被測量部位之間的距離、角度滿足如下關系:1)標記在相機中的成像清晰；2)標記始終在視場以內；
圖像處理:首先對圖像進行二值化，得到標記所對應的圖像并去除標記之外的數據部分，通過中心計算法
權利要求
1.一種基于圖像的身體穩定性評價方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 1)設定標記:對患者待測量部位進行標記設定； 2)圖像采集:對患者特定部位運動狀態連續圖像的采集； 3)圖像處理:對各圖像中反映運動狀態的特征點的位置提取； 4)數據分析:對特征點進行處理和分析，得出用于表征身體穩定性的評價結果。
2.根據權利要求1所述的一種基于圖像的身體穩定性評價方法，其特征在于所述的標記固定于待測部位，為斑點或一種結構，用于使得標記最終成像后形成對比度明顯的圖片。
3.根據權利要求1所述的一種基于圖像的身體穩定性評價方法，其特征在于所述的圖像采集，在采集過程中，采集單元按照統一的時間間隔和工作距離對患者標記部位進行圖像的自動連續采集。
4.根據權利要求1所述的一種基于圖像的身體穩定性評價方法，其特征在于所述的圖像處理，包括圖像的二值化處理、特征點在圖片中坐標位置以及圖片的順序序列的提取；其中圖像進行二值化后得到標記所對應的圖像并去除標記之外的數據部分，通過如下中心計算法公式(I)和公式(2 )實現的，
5.根據權利要求1所述的一種基于圖像的身體穩定性評價方法，其特征在于所述的數據分析，對各圖中標記點的位置坐標進行曲線插值，并對插值后的曲線，提取軌跡曲線的幅、頻及分布參數，通過對參數進行分類和比較，得出用于表征身體穩定性的評價結果。
6.根據權利要求1所述的一種基于圖像的身體穩定性評價裝置，其特征在于包括:圖像采集單元，用于連續記錄患者標記部位運動狀態的圖像序列；圖像獲取和控制單元，與圖像采集單元相連接，用于動態采集的圖像數據并實現圖像數據的保存；圖像處理單元，用于實現連續圖像數據中反映運動狀態的特征點的位置提取；數據分析單元，用于通過分析諸多特征點數據，分析患者特定部位的運動狀態，從而得出用于表征身體穩定性的評價結果。
7.根據權利要求6所述的一種基于圖像的身體穩定性評價裝置，其特征在于所述圖像采集單元包含攝像機和鏡頭兩部分，其中，攝像機可由CMOS或者CCD成像傳感器組成，鏡頭實現被拍攝物體在成像傳感器表面有效成像。
8.根據權利要求6所述的一種基于圖像的身體穩定性評價裝置，其特征在于所述圖像獲取和控制單元，是通用的計算機系統或者嵌入式微計算機系統，并配備了攝像機所需的驅動程序和采集控制軟件，實現圖像數據的動態采集和保存。
9.根據權利要求6所述的一種基于圖像的身體穩定性評價裝置，其特征在于所述圖像處理單元，實現圖像數據 中反映特定部位運動狀態的特征點位置信息的計算提取。
全文摘要
本發明是一種基于圖像的身體穩定性評價方法及裝置，它包括以下步驟1)設定標記對患者待測量部位進行標記設定；2)圖像采集對患者特定部位運動狀態連續圖像的采集；3)圖像處理對各圖像中反映運動狀態的特征點的位置提取；4)數據分析對特征點進行處理和分析；圖像采集單元，用于連續記錄患者標記部位運動狀態的圖像序列；圖像獲取和控制單元，用于動態采集的圖像數據并實現圖像數據的保存；圖像處理單元，用于實現連續圖像數據中反映運動狀態的特征點的位置提取；數據分析單元，用于分析患者特定部位的運動狀態，本發明具有無創測量，使用方便，成本低、結構簡單等優點，可用于神經系統疾病的早期輔助診斷。
文檔編號A61B5/11GK103099622SQ20131001399
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者夏靈林, 蘇海, 黃強輝 申請人:南昌大學