29、利用惯性传感器评估步态对称性与正常性

利用惯性传感器评估步态对称性与正常性

在医疗领域，准确评估患者的步态对于了解其康复情况至关重要。本文将探讨如何利用惯性传感器来评估步态的对称性和正常性，以及相关研究的具体内容和结果。

研究对象与数据收集

研究选取了 11 名首次接受单侧髋关节置换术且无其他身体或认知疾病的患者，其中包括 4 名女性和 7 名男性，平均年龄为 69±15 岁，平均体重为 81±20 千克，平均身高为 172±9 厘米。

数据收集分两个阶段进行：
1. 出院当天 ：患者配备与实验室数据收集相同的传感器节点，被要求以舒适的速度在 10 米的通道上自行行走两次，记录完成通道行走的时间和步数。
2. 几个月后的随访评估 ：重复上述行走测试。患者在术后约两周和随访后不久分别填写 EQ - 5D™健康问卷。

步态分析方法

1. 观察性步态分析
   • 利用完成 10 米步行测试的时间 $T_m$ 和步数 $NumSteps$ 计算平均速度 $Speed = 10/T_m$（米/秒）和平均步长 $StepLeng = 10/NumSteps$（米）。
   • 步长通过患者身高进行归一化处理。这些变量被用作评估患者康复情况的参考，假设患者康复时平均速度和步长应增加。
2. MOCAP 步态分析
   • 从 3D 运动学数据计算步态正常性和对称性指标。使用 GPS 和 MAP 作为运动