一種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)的下肢功能評(píng)測(cè)方法，首先獲取被測(cè)試者的RGB圖像和景深圖像，確定出被測(cè)試者的初始身體圖像，根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)并保存起來用于后續(xù)的計(jì)算使用，再獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像，基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中時(shí)，需要人工較大程度參與的技術(shù)缺陷，提升了測(cè)試的一致性和準(zhǔn)確性，同時(shí)使得測(cè)試過程更簡單。
【專利說明】一種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法、裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及康復(fù)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法、裝置及系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 物理治療（PT,physical therapy)是康復(fù)醫(yī)學(xué)的主要組成部分。對(duì)病人機(jī)體功能 進(jìn)行評(píng)測(cè)是物理治療的重要環(huán)節(jié)，目前，在對(duì)病人進(jìn)行康復(fù)治療前，醫(yī)生要先對(duì)病人的機(jī)體 功能進(jìn)行評(píng)測(cè)。在進(jìn)行物理治療時(shí)，為了評(píng)估治療的進(jìn)展也要進(jìn)行定期評(píng)測(cè)。
[0003] 目前，對(duì)人體下肢的功能評(píng)測(cè)主要有五個(gè)指標(biāo)，包括：膝關(guān)節(jié)角度、坐-站測(cè)試、單 腿站立平衡時(shí)間、起-走時(shí)間測(cè)試、4米步行時(shí)間。
[0004] 膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量方法，醫(yī)學(xué)界比較成熟的主要有兩類。第一類是利用量角器進(jìn)行 測(cè)量。但是，傳統(tǒng)量角器方法是在病人體表畫出兩條直線，并在關(guān)節(jié)處定一個(gè)中心點(diǎn)，然后 用量角器貼于體表進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)操作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，測(cè)量的準(zhǔn)確度區(qū)別較大，該方案也需 要人工操作，不同經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試人員測(cè)量準(zhǔn)確度差別較大。第二類測(cè)量角度方法是傳感器方 案，在人體捆綁傳感器，但由于捆綁傳感器的部位不同對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大影響，容易引起測(cè) 試誤差，導(dǎo)致評(píng)測(cè)的準(zhǔn)確性低。其他四個(gè)指標(biāo)（坐-站測(cè)試、單腿站立平衡時(shí)間、起-走時(shí) 間測(cè)試、4米步行時(shí)間）當(dāng)前測(cè)試方法是人工秒表計(jì)時(shí)和人工計(jì)數(shù)方式，記錄繁瑣、會(huì)引入 人為計(jì)時(shí)誤差，甚至有可能會(huì)計(jì)數(shù)有誤。
[0005] 可見，現(xiàn)有技術(shù)均需要人工較大程度參與，評(píng)測(cè)的結(jié)果受人為的影響較大，導(dǎo)致評(píng) 測(cè)誤差大，準(zhǔn)確性低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法、裝置及系統(tǒng)，能夠自動(dòng)對(duì)下肢功 能進(jìn)行評(píng)測(cè)，評(píng)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、一致性好。
[0007] 根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N下肢功能評(píng)測(cè)方法，包括：獲取3D圖像 傳感器輸出的被測(cè)試者的初始身體圖像；根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù) 定部位的初始坐標(biāo)；獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像；基 于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值。
[0008] 根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試裝置，包括：獲 取單元，用于獲取3D圖像傳感器輸出的被測(cè)試者的初始身體圖像；確定單元，用于根據(jù)所 述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)；第二獲取單元，獲取3D圖像 傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像；計(jì)算單元，用于基于初始坐標(biāo)和實(shí) 時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值。
[0009] 根據(jù)本申請(qǐng)的第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)，包括：3D 圖像傳感器及處理器；3D圖像傳感器，用于攝取被測(cè)試者的初始身體圖像及待測(cè)試指標(biāo)用 身體圖像并輸出到所述處理器中；處理器，用于獲取3D圖像傳感器輸出的被測(cè)試者的初始 身體圖像，根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)；基于初始坐 標(biāo)和待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值。
[0010] 本申請(qǐng)的下肢功能評(píng)測(cè)方法、裝置及系統(tǒng)，首先獲取被測(cè)試者的RGB圖像和景深 圖像，確定出被測(cè)試者的初始身體圖像，根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定 部位的初始坐標(biāo)并保存起來用于后續(xù)的計(jì)算使用，再獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè) 試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像，基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待 測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中時(shí)，需要人工較大程度參與的技術(shù)缺陷，提升了測(cè)試 的一致性和準(zhǔn)確性，同時(shí)使得測(cè)試過程更簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將 變得明顯和容易理解，其中：
[0012] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一的方法流程圖；
[0013] 圖2為圖1的步驟104的方法流程圖；
[0014] 圖3A-3R為本申請(qǐng)實(shí)施例二的膝關(guān)節(jié)測(cè)量的解說圖；
[0015] 圖4為圖1的步驟104的另一方法流程圖；
[0016] 圖5為圖1的步驟104的另一方法流程圖；
[0017] 圖6為圖1的步驟104的另一方法流程圖；
[0018] 圖7為圖1的步驟104的另一方法流程圖；
[0019] 圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例的另一裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖10為本申請(qǐng)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N下 肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法、裝置及系統(tǒng)，可以對(duì)人體下肢功能進(jìn)行評(píng)測(cè)，提升評(píng)測(cè)一致性 及準(zhǔn)確性。
[0023] 實(shí)施例一：
[0024] 請(qǐng)參閱圖1，圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一的方法流程圖，如圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供 一種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，包括：利用至少一個(gè)測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值對(duì)所述下肢功 能進(jìn)行評(píng)測(cè)，具體可以包括以下步驟：
[0025] S101、獲取3D(三維）圖像傳感器輸出的被測(cè)試者的初始身體圖像。
[0026] 具體地，本申請(qǐng)實(shí)施例的3D(三維）圖像傳感器可以優(yōu)選利用Kinect圖像傳感器 設(shè)備來獲取被測(cè)試者的RGB圖像和景深圖像。
[0027] Kinect圖像傳感器設(shè)備可以準(zhǔn)確獲取被測(cè)試者的初始身體圖像并能確定出被測(cè) 試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)。
[0028] S102、根據(jù)初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)。
[0029] 其中，RGB圖像和景深圖像共同構(gòu)成可以得到被測(cè)試者的三維圖像，因此，可以獲 取被測(cè)試者身體各部位任意一點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
[0030] S103、獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像。
[0031] S104、基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試 值。
[0032] 本申請(qǐng)實(shí)施例中，利用膝關(guān)節(jié)角度、坐站次數(shù)、單腿站立時(shí)間、起走時(shí)間、以及4米 步行時(shí)間五個(gè)測(cè)試指標(biāo)的至少一個(gè)測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果對(duì)下肢功能進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)。
[0033] 為了對(duì)每個(gè)測(cè)試指標(biāo)更準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)試，可以將每個(gè)測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試過程分別寫 入到一個(gè)API中。當(dāng)接收到外部輸入的指示對(duì)某個(gè)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，調(diào)用與該測(cè)試指 標(biāo)對(duì)應(yīng)的API，對(duì)被測(cè)試者的該測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)測(cè)試指標(biāo)，從被測(cè)試者的初始身體 圖像中提取出若干個(gè)初始坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)試指標(biāo)的不同，調(diào)用不同的API進(jìn)行計(jì)算。將所述測(cè) 試坐標(biāo)輸入到所述對(duì)應(yīng)的API，計(jì)算得到所述待測(cè)的測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值，以利用所述測(cè)試值 對(duì)所述待測(cè)的測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行評(píng)測(cè)。
[0034] 由于本實(shí)施例方法可以準(zhǔn)確地找到人體各個(gè)部位的三維坐標(biāo)，因此對(duì)每個(gè)測(cè)試指 標(biāo)的計(jì)算結(jié)果都更為精確，并且保證評(píng)測(cè)的一致性，進(jìn)而提升下肢功能評(píng)測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0035] 本申請(qǐng)的下肢功能評(píng)測(cè)方法，首先獲取被測(cè)試者的RGB圖像和景深圖像，確定出 被測(cè)試者的初始身體圖像，根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始 坐標(biāo)并保存起來用于后續(xù)的計(jì)算使用，再獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè) 試指標(biāo)用身體圖像，基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的 測(cè)試值?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中時(shí)，需要人工較大程度參與的技術(shù)缺陷，提升了測(cè)試的一致性和 準(zhǔn)確性，同時(shí)使得測(cè)試過程更簡單。
[0036] 實(shí)施例二：
[0037] 請(qǐng)一并參閱圖2,圖2為圖1的步驟104的方法流程圖。本申請(qǐng)實(shí)施例二與實(shí)施例 一步驟基本相同，區(qū)別在于，實(shí)施例二的測(cè)試指標(biāo)為膝關(guān)節(jié)角度。初始身體圖像為身體側(cè)面 站立圖像，待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像為身體側(cè)面站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像，所述身體側(cè) 面站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像包含被測(cè)試者的待測(cè)試的下肢的側(cè)面圖像。
[0038] 其中，側(cè)身的人體圖像包含被測(cè)試者的待測(cè)試的下肢的側(cè)面圖像。待測(cè)試的下肢 可以是例如：正在進(jìn)行物理治療的患者的患腿。
[0039] 本實(shí)施例以通過Kinect傳感器獲取被測(cè)試者的RGB圖像和景深圖像進(jìn)行舉例，通 過Kinect傳感器獲取被測(cè)試者的待測(cè)的下肢的側(cè)面圖像。
[0040] 具體地，實(shí)施例一的步驟104 :基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì) 算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值可以包括以下步驟：
[0041] 106、基于初始坐標(biāo)和身體側(cè)面直立圖像，測(cè)量被測(cè)試者側(cè)身站立時(shí)的下肢坐標(biāo)。
[0042] 在執(zhí)行步驟106之前，可以執(zhí)行步驟：摳除被測(cè)試者的另一下肢的圖像。摳除另一 下肢的圖像，可以減少采集待測(cè)試下肢的坐標(biāo)時(shí)的干擾，提升坐標(biāo)獲取的準(zhǔn)確度。
[0043] 106A、被測(cè)試者側(cè)身站立時(shí)的下肢坐標(biāo)包括：站立時(shí)臀部邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)、站立時(shí)小 腿最窄處中心點(diǎn)的坐標(biāo)以及站立時(shí)膝蓋附近最窄處中心點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0044] 如圖3A所示,本實(shí)施例以A表示站立時(shí)臀部邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)，B表示站立時(shí)小腿最 窄處中心點(diǎn)的坐標(biāo)，C表示站立時(shí)膝蓋附近最窄處中心點(diǎn)的坐標(biāo)，D表示腳底點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0045] 將B和C連接，所得的連線與水平線的夾角標(biāo)記為Θ，將h表示為被測(cè)試者站立 時(shí)，小腿最窄處中心點(diǎn)B到腳底點(diǎn)D高度。h2表示被測(cè)試者站立時(shí)，臀部邊緣點(diǎn)A到腳底點(diǎn) D高度。
[0046] 106B、獲取并存儲(chǔ)被測(cè)試者人體圖像上每一像素行的人體寬度及該像素行中的中 點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)腳低點(diǎn)坐標(biāo)的高度。
[0047] 107、根據(jù)所述站立時(shí)的下肢坐標(biāo)，確定被測(cè)試者坐下時(shí)，小腿最窄處中心點(diǎn)坐標(biāo)、 膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo)以及大轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)。
[0048] 107A、小腿最窄處中心點(diǎn)坐標(biāo)。
[0049] 107A1、首先確定被測(cè)試者坐下時(shí)，腳底點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0050] 考慮到患者的下肢的受傷情況以及恢復(fù)程度的不同，本實(shí)施例提供了人體腳部分 別處于三種姿勢(shì)時(shí)，腳底點(diǎn)的坐標(biāo)的測(cè)量方法，包括：
[0051] 腳掌著地時(shí)的腳底點(diǎn)坐標(biāo)Dl (如圖3B)、腳尖抬起時(shí)的腳底點(diǎn)坐標(biāo)D2(如圖3C) 以及腳后跟抬起時(shí)的腳底點(diǎn)坐標(biāo)D3(如圖3D)。顯然，D2、D3可以比較直觀地由人體三維 坐標(biāo)信息推算得到。而由于Dl是腳掌著地時(shí)的腳底點(diǎn)坐標(biāo)，在圖像的實(shí)際采集過程中，腳 掌的圖像可能會(huì)部分缺失，導(dǎo)致Dl的坐標(biāo)不易被找準(zhǔn)，因此，本實(shí)施例的Dl具體可以根據(jù) Kinect攝像頭與地面的距離進(jìn)而定位得出。
[0052] 107A2、確定坐下時(shí)，腳掌著地時(shí)、腳尖抬起時(shí)以及腳后跟抬起時(shí)的小腿傾斜度。
[0053] 如圖3E-3G所示，本實(shí)施例提供以下方法，用以測(cè)量小腿傾斜度，本實(shí)施例方法對(duì) 于腳掌著地時(shí)（圖3E)、腳尖抬起時(shí)（圖3F)以及腳后跟抬起時(shí)（圖3G)均適用：找準(zhǔn)小腿 后邊緣上一定距離的兩點(diǎn)坐標(biāo)Bl和B2,將Bl和B2連接，Bl和B2連線與水平線的夾角記 為α，即為小腿的傾斜度。腳掌著地時(shí)、腳尖抬起時(shí)以及腳后跟抬起時(shí)的小腿傾斜度均適用 于以上方法。
[0054] 值得提出的是，上述測(cè)量小腿傾斜度的【具體實(shí)施方式】僅僅是其中的一個(gè)具體實(shí)施 例，該具體實(shí)施例意在對(duì)上述步驟進(jìn)行具體闡明，并不構(gòu)成具體限定。
[0055] 107Α3、根據(jù)步驟106Α中計(jì)算出的站立時(shí)小腿最窄處中心點(diǎn)B與腳站立時(shí)的腳底 點(diǎn)D之間的長度差h，結(jié)合步驟107Α2確定的小腿傾斜角度α，算出坐下時(shí)，腳底點(diǎn)與小腿 最窄點(diǎn)的高度差匕=Ii 1Xsin(Ci)，遍歷小腿區(qū)域，找出滿足此高度差的小腿后邊緣點(diǎn)Β3， 進(jìn)而再根據(jù)步驟106Β中存儲(chǔ)的小腿最窄處的寬度，確定出坐時(shí)小腿最窄處中心點(diǎn)坐標(biāo)M。 同樣，上述方法對(duì)腳掌著地、腳尖抬起和腳后跟抬起均適用，如圖3Η (腳著地）、圖31 (腳尖 抬起）和圖3J (腳后跟抬起）所不。
[0056] 107Β、膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo)
[0057] 107Β1、確定坐時(shí)大腿傾斜度。
[0058] 根據(jù)獲取的人體三維坐標(biāo)信息輔助定位，找出大腿上邊緣的間隔一定距離的兩個(gè) 點(diǎn)C1、C2,計(jì)算出該兩點(diǎn)連線與水平線的夾角β，如圖3Κ所示。
[0059] 107Β2、確定坐時(shí)膝蓋切點(diǎn)位置。
[0060] 將107Α2中找出的小腿后邊緣兩點(diǎn)Bl和Β2連線平移后（如圖3L中的線5)，與 步驟107Β1找出的大腿上邊緣兩點(diǎn)C1、C2連線相交，繪制出該兩連線的角平分線1，如圖3L 中" 1"所示，再做與該角平分線互相垂直的切線，如圖3L中的線"2"所示，將該切線按"3" 箭頭方向從上至下平移，當(dāng)初次與患腿相交時(shí)的點(diǎn)即為膝蓋切點(diǎn)，如圖3L中的點(diǎn)"4"所示。
[0061] 107B3、確定坐時(shí)膝蓋中點(diǎn)坐標(biāo)。
[0062] 根據(jù)106B中存儲(chǔ)的膝蓋點(diǎn)寬度（此處標(biāo)記為W2)，將107B2中確定的膝蓋切點(diǎn)"4" 沿著圖3M中角平分線" 1"的方向平移W2距離即為坐時(shí)膝蓋中點(diǎn)坐標(biāo)C3。
[0063] 107C、確定大轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)
[0064] 根據(jù)106確定的坐時(shí)腳底坐標(biāo)Dl、D2或D3和107B確定的坐時(shí)膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo) C3,可算出坐下時(shí)，被測(cè)試下肢處于不同姿勢(shì)時(shí)，腳底點(diǎn)到膝蓋點(diǎn)距離，記為L3，再根據(jù)106A 存儲(chǔ)的站立時(shí)臀部邊緣點(diǎn)A與腳底點(diǎn)Dl、D2或D3的高度度差h2，可算出坐時(shí)臀部A點(diǎn)與膝 蓋中心點(diǎn)C3距離記為L 4 = h2-L3，所以大轉(zhuǎn)子的ROI區(qū)域可以根據(jù)坐時(shí)膝蓋點(diǎn)、臀部點(diǎn)和站 立時(shí)106B存儲(chǔ)的臀部位置的寬度來確定。
[0065] 107C1、初步確定大轉(zhuǎn)子坐標(biāo)點(diǎn)。
[0066] 采用皮膚檢測(cè)算法，識(shí)別出醫(yī)生指尖指向的大轉(zhuǎn)子坐標(biāo)點(diǎn)所在的位置E，計(jì)算并存 儲(chǔ)此時(shí)大轉(zhuǎn)子坐標(biāo)點(diǎn)E與膝蓋中心點(diǎn)C3的距離記為L5，如圖3N所示。
[0067] 107C2、取大腿上某一點(diǎn)坐標(biāo)輔助點(diǎn)定位。根據(jù)107C1存儲(chǔ)的大轉(zhuǎn)子點(diǎn)坐標(biāo)E與 107B確定的坐時(shí)膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo)C3,將其兩點(diǎn)連線并取連線的靠近膝蓋點(diǎn)的四分之一處 的點(diǎn)如圖30中"5"，再從該點(diǎn)作與地面垂直的線交于大腿上邊緣點(diǎn)如圖30中"6"長度記為 a，再從該點(diǎn)作交于大腿上邊緣且與大腿上邊緣垂直的線如圖30中"7"長度即為X，則根據(jù) 步驟107B1算出來的大腿邊緣與水平線的夾角β可求得x = aXcos(P)，其中a可由"6" 兩端的大腿邊緣點(diǎn)和四分之一處的點(diǎn)的坐標(biāo)求得，存儲(chǔ)算出的X值。
[0068] 107C3、確定不同大腿姿勢(shì)和位置的大轉(zhuǎn)子點(diǎn)。
[0069] 根據(jù)107B1算出來的大腿邊緣與水平線的夾角、107C1存儲(chǔ)的大轉(zhuǎn)子與膝蓋中心 點(diǎn)的距離L5和107C2存儲(chǔ)的X，當(dāng)大腿處于不同位置和姿勢(shì)時(shí)，確定新的大轉(zhuǎn)子點(diǎn)，確定方 式為：
[0070] ①根據(jù)膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo)找出大腿上滿足與膝蓋點(diǎn)距離為

【權(quán)利要求】
1. 一種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，包括：利用至少一個(gè)測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值對(duì)所述 下肢功能進(jìn)行評(píng)測(cè)，其特征在于，包括： 獲取3D圖像傳感器輸出的被測(cè)試者的初始身體圖像； 根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)； 獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像； 基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值。
2. 如權(quán)利要求1所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試指標(biāo)為 膝關(guān)節(jié)角度，所述初始身體圖像為身體側(cè)面站立圖像，待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像為身體側(cè)面 站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像，所述身體側(cè)面站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像包含被測(cè)試者 的待測(cè)試的下肢的側(cè)面圖像；基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè) 試指標(biāo)的測(cè)試值包括： 基于初始坐標(biāo)和身體側(cè)面直立圖像，測(cè)量被測(cè)試者側(cè)身站立時(shí)的待測(cè)試的下肢坐標(biāo)， 所述站立時(shí)的下肢坐標(biāo)包括：站立時(shí)臀部邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)、站立時(shí)小腿最窄處中心點(diǎn)的坐標(biāo) 以及站立時(shí)膝蓋附近最窄處的坐標(biāo)； 根據(jù)所述側(cè)身站立時(shí)的待測(cè)試的下肢坐標(biāo)和身體側(cè)面坐下圖像，確定被測(cè)試者坐下 時(shí)，小腿最窄處中心點(diǎn)坐標(biāo)、膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo)以及大轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)； 根據(jù)坐下時(shí)所述小腿最窄處的中心點(diǎn)坐標(biāo)、膝蓋中心點(diǎn)坐標(biāo)以及大轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)，利用 余弦定理，計(jì)算大腿和小腿之間的角度； 醫(yī)學(xué)上的膝關(guān)節(jié)角度為180度減去所述大腿和小腿之間的角度。
3. 如權(quán)利要求2所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，其特征在于，確定被測(cè)試者坐 下時(shí)，大轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)包括： 確定識(shí)別大轉(zhuǎn)子位置的ROI區(qū)域； 采用皮膚檢測(cè)算法，識(shí)別出醫(yī)生指尖指向的大轉(zhuǎn)子所在的位置； 將所述指向的大轉(zhuǎn)子所在的位置與所述膝蓋中心點(diǎn)連接，取連線上靠近膝蓋距離為連 線總長的四分之一處作為輔助位置，計(jì)算所述輔助位置與大腿上邊緣的距離； 根據(jù)所述輔助位置與大腿上邊緣的距離以及所述指向的大轉(zhuǎn)子所在的位置，計(jì)算出當(dāng) 大腿處于不同姿勢(shì)時(shí)的大轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試指標(biāo) 為坐站次數(shù)，所述初始身體圖像為身體側(cè)面站立圖像，待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像為交替的身 體側(cè)面站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像，所述身體側(cè)面站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像包含被 測(cè)試者的待測(cè)試的上身的側(cè)面圖像；基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所 述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值包括： 根據(jù)初始身體圖像計(jì)算被測(cè)試者站立時(shí)，脖子點(diǎn)的縱向高度Yi、膝蓋點(diǎn)的縱向高度Y2 以及臀部點(diǎn)的縱向高度Y3 ; 根據(jù)實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像，計(jì)算被測(cè)試者當(dāng)前的脖子點(diǎn)的縱向高度Y，若r<K-I1"2-Kl，則判斷被測(cè)試者的狀態(tài)為坐下，坐下的次數(shù)加1;否則，判斷被測(cè)試者的 狀態(tài)為站立，站立次數(shù)加1; 統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)的測(cè)試時(shí)間內(nèi)被測(cè)試者的坐站次數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試指標(biāo) 為單腿站立時(shí)間，所述初始身體圖像為身體正面站立圖像，待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像為身體 正面站立圖像，所述身體正面站立圖像包含被測(cè)試者的待測(cè)試的下肢的正面圖像；基于初 始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值包括： 獲取被測(cè)試者正面的人體圖像，分別得到兩腿的腳踝骨骼點(diǎn)的坐標(biāo)； 當(dāng)其中一腿的腳踝骨骼點(diǎn)的縱向坐標(biāo)1大于另一腿的腳踝骨骼點(diǎn)的縱向坐標(biāo)￥5，并且Y4_Y5的絕對(duì)值超過預(yù)設(shè)值時(shí)，則判斷被測(cè)試者當(dāng)前為單腿站立，并開始計(jì)時(shí)； 當(dāng)Y4-Y5的絕對(duì)值不超過所述預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷被測(cè)試者當(dāng)前為兩腿站立，停止計(jì)時(shí)； 統(tǒng)計(jì)開始計(jì)時(shí)與停止計(jì)時(shí)的時(shí)間差，并將所述時(shí)間差作為單腿站立時(shí)間。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試指標(biāo) 為起走時(shí)間，所述初始身體圖像為身體側(cè)面站立圖像，待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像為身體側(cè)面 站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像，所述身體側(cè)面站立圖像和身體側(cè)面坐下圖像包含被測(cè)試者 的待測(cè)試的下肢的側(cè)面圖像；基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè) 試指標(biāo)的測(cè)試值包括： 記錄被測(cè)試者坐下時(shí)的臀部點(diǎn)的縱向坐標(biāo)Y6 ; 獲取被測(cè)試者當(dāng)前的臀部點(diǎn)的縱向坐標(biāo)Y2，當(dāng)Y2與Y6的差值大于一定值時(shí)，開始計(jì) 時(shí)； 當(dāng)Y2與Y6的差值小于閾值時(shí)，停止計(jì)時(shí)，并統(tǒng)計(jì)所述起走時(shí)間。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試指標(biāo) 為4米步行時(shí)間，所述初始身體圖像為身體側(cè)面站立圖像，待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像為身體 側(cè)面站立圖像，所述身體側(cè)面站立圖像包含被測(cè)試者的待測(cè)試的下肢的側(cè)面圖像；基于初 始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值包括： 獲取被測(cè)試者的腳踝骨骼點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)所述腳踝骨骼點(diǎn)坐標(biāo)的橫向坐標(biāo)位移超過預(yù)設(shè)閾 值時(shí)，判斷被測(cè)試者開始行走； 當(dāng)被測(cè)試者兩腿的腳踝骨骼點(diǎn)的坐標(biāo)穩(wěn)定超過預(yù)設(shè)時(shí)間，則判斷行走完畢； 計(jì)算開始行走與行走完畢之間的時(shí)間，從而得到4米步行時(shí)間。
8. -種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試裝置，包括：利用至少一個(gè)測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值對(duì)所述 下肢功能進(jìn)行評(píng)測(cè)，其特征在于，包括： 獲取單元，用于獲取3D圖像傳感器輸出的被測(cè)試者的初始身體圖像； 確定單元，用于根據(jù)所述初始身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)； 第二獲取單元，獲取3D圖像傳感器實(shí)時(shí)拍攝的被測(cè)試者的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像； 計(jì)算單元，用于基于初始坐標(biāo)和實(shí)時(shí)的待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的 測(cè)試值。
9. 一種下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括：3D圖像傳感器及處理器； 所述3D圖像傳感器，用于攝取被測(cè)試者的初始身體圖像及待測(cè)試指標(biāo)用身體圖像并 輸出到所述處理器中； 所述處理器，用于獲取3D圖像傳感器輸出的被測(cè)試者的初始身體圖像，根據(jù)所述初始 身體圖像，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)；以及，基于初始坐標(biāo)和待測(cè)試指標(biāo)用 身體圖像計(jì)算所述待測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試值。
10.如權(quán)利要求9所述的下肢功能測(cè)試指標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括：所述處理 器具體用于：通過逼近算法，確定被測(cè)試者身體上預(yù)定部位的初始坐標(biāo)，所述預(yù)定部位包 括：膝蓋中心點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK104274179SQ201410453244
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】胡波, 楊徑, 李智民, 康智遠(yuǎn), 盧海顏, 翟愛亭, 徐偉 申請(qǐng)人:深圳市職業(yè)病防治院, 深圳市創(chuàng)云世紀(jì)科技有限公司