GaitWatch三維步態(tài)分析及運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng).pdf

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1、 章和電氣 議 題 三維步態(tài)分析的應(yīng)用及其需求 如何構(gòu)建三維步態(tài)分析和運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng) GaitWatch三維步態(tài)分析及運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)的組成部分 硬件介紹 軟件介紹：步態(tài)分析和運(yùn)動訓(xùn)練功能 應(yīng)用領(lǐng)域 為什么要進(jìn)行步態(tài)分析？ 確定步態(tài)異常的性質(zhì)和程度，分析病因 觀察康復(fù)效果，提供步態(tài)臨床報告 制定治療方案 康復(fù)醫(yī)學(xué)，骨科醫(yī)學(xué)，神經(jīng)醫(yī)學(xué)，運(yùn)動醫(yī)學(xué) 傳統(tǒng)的步態(tài)分析方法 人工 傳統(tǒng)的方式： 醫(yī)務(wù)人員通過目視觀察步態(tài)，并用卷尺、 秒表、量角器等測量工具加上能留下足印 的相應(yīng)物品。 缺點： 每次試驗準(zhǔn)備需要耗費(fèi)大量時間 難以

2、精確評估 書寫臨床報告非常繁瑣 病人難以獲得準(zhǔn)確的臨床報告 傳統(tǒng)的步態(tài)分析方法 拍攝法 攝像頭拍攝的方式： 通過多個攝像頭，病人身上貼反光片的 方式，通過軟件計算 缺點： 投資高，動輒上百萬的投入 反光片非常容易受到干擾或者遮擋 需要專門的步態(tài)分析實驗室 操作繁瑣，需要專業(yè)人員進(jìn)行后期處理 難以真正用于臨床醫(yī)學(xué) 步態(tài)分析的要求 步態(tài)分析 B E C D A 為訓(xùn)練提供數(shù)據(jù) 和實現(xiàn)方式 快速的準(zhǔn)備和測試時間 專業(yè)而準(zhǔn)確的醫(yī)學(xué) 臨床報告 合理的價格 動作記錄和回放 能否不購買昂貴復(fù)雜的攝像頭系統(tǒng)？ 能否三分鐘完成所有步態(tài)分析操作？ 能

3、否不需要單獨(dú)占用一個房間？ 能否自動生成步態(tài)分析報表？ 能否用于運(yùn)動控制訓(xùn)練？ 這些需求都可以滿足！ 有沒有更好的步態(tài)分析方法？ 章和電氣 GaitWatch三維步態(tài)分析及運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng) 基于先進(jìn)的無線位置傳感器技術(shù) 裝置簡單 直接綁定到被測關(guān)節(jié) 位置， 穿戴輕便、簡捷 環(huán)境自由 無需特殊步態(tài)實驗室， 普通房間和走廊即可完成測試 數(shù)據(jù) 翔實 實時、循環(huán)數(shù)據(jù)分析， 反映客觀事實 運(yùn)動訓(xùn)練 可以根據(jù)測試結(jié)果進(jìn) 行虛擬現(xiàn)實運(yùn)動訓(xùn)練 章和電氣 GaitWatch三維步態(tài)分析及運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng) 基于先進(jìn)的無線位置傳感器

4、技術(shù) 精確記錄 高達(dá) 0.1度的精度，滿 足步態(tài)定量化分析需求 結(jié)果清晰 測試完成后自動生成 醫(yī)學(xué)臨床 分析報表、結(jié)果閱讀方便 虛擬現(xiàn)實 步行全程三維動畫顯 示，可任意回放 高性價比 相比昂貴的傳統(tǒng)攝像 步態(tài)分析系統(tǒng)成本大幅降低 章和電氣 GaitWatch三維步態(tài)分析及運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng) 基于先進(jìn)的無線位置傳感器技術(shù) 3 2 1 GaitWatch三維步態(tài)分析及運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)的組成部分 綁帶 步態(tài)采集儀 系統(tǒng)軟件 1 GaitWatch系統(tǒng)組成部分 -綁帶 綁帶 用于粘貼步態(tài)分析傳感器 齊全的尺寸，適合綁 定在不同的關(guān)節(jié) 便捷的快速綁

5、帶結(jié)構(gòu)， 穿戴非常方便 GaitWatch系統(tǒng)組成部分 -步態(tài)采集儀 2 關(guān)節(jié)角度記錄精度 :1度 記錄關(guān)節(jié)數(shù) :7個 關(guān)節(jié) 骨盆 左髖關(guān)節(jié) ， 右髖關(guān)節(jié) 左膝關(guān)節(jié) ， 右膝關(guān)節(jié) 左踝關(guān)節(jié) ， 右踝關(guān)節(jié) 通訊方式 :無線 通訊距離 :室內(nèi) 30米 ,室外 100米 超輕設(shè)計 ,重量 幾乎可以忽略不計 每次充電后續(xù)航時間 :4小時 供電方式 :自帶可充電鐵鋰電池 工作溫度 :攝氏 0-55 C 工作濕度 :20%-80% RH,無凝結(jié) 步態(tài)采集儀 GaitWatch系統(tǒng)組成部分 -硬件 冰藍(lán)色指示燈和按鈕 隨時顯示儀器狀態(tài) 先進(jìn)的傳感

6、器技術(shù)， 精度的保證 無線傳感器，實時信 號傳輸 時尚的外殼，安全， 方便穿戴 GaitWatch系統(tǒng)硬件的特點 無線傳輸 無線傳輸 - 高速無線，實時畫面顯 示 - 室內(nèi) 30米距離，室外 100米 不再受到空間環(huán)境 的限制 - 無需專門的步態(tài)分析室 和訓(xùn)練室，普通一個走廊 和房間即可 超低能耗配備超強(qiáng) 鋰電 - 持續(xù) 4小時不間斷工作 GaitWatch系統(tǒng)組成部分 -軟件 步態(tài)分析 3 系統(tǒng)軟件 運(yùn)動訓(xùn)練 GaitWatch系統(tǒng)軟件 -步態(tài)分析 完整的病人 歷史數(shù)據(jù)庫 豐富的行走 關(guān)節(jié)曲線 行走足印 實時三維同 步動

7、畫顯示 完善的病歷 管理系統(tǒng) 簡單易懂的操作 高速記錄病人動畫和各關(guān)節(jié) 運(yùn)動信息 實時顯示行走的三維模型和 曲線 提供 豐富的步態(tài)數(shù)據(jù) ： 提供單支撐相 /雙支撐相數(shù)據(jù) 提供擺動相數(shù)據(jù) 提供步長，步頻，步數(shù)，步 速數(shù)據(jù) 提供步行周期，運(yùn)動時間數(shù) 據(jù) 提供步態(tài)曲線特征圖 提供三維動畫實時顯示 提供步態(tài)曲線實時顯示 GaitWatch步態(tài)分析 -步態(tài)采集 GaitWatch步態(tài)分析 -一鍵報表 測試完成后一鍵生成報表 患者基本信息，步態(tài)采集時間 自動生成步態(tài)數(shù)據(jù)匯總表格，顯示 步態(tài)是否超過正常值范圍 比較歷史波形和數(shù)據(jù)，用于查看治 療

8、的效果 給出初步的結(jié)論和圖形標(biāo)注 可選臨床印象，可以輸入步態(tài)特征 直接連接打印機(jī)，打印病例報告 全中文界面，操作方便 報表標(biāo)題可更改 可選擇任意一次數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 回放數(shù)據(jù)時，可以從任意角度觀 察三維姿態(tài) 可以回看、編輯和打印任意一次 測試的報表 可以進(jìn)行同一病人的先后數(shù)據(jù)對 比 可以不同病人之間進(jìn)行數(shù)據(jù)對比 GaitWatch步態(tài)分析 -數(shù)據(jù)回放與統(tǒng)計對比 除了三維步態(tài)分析功能 GaitWatch革命性的加入了步態(tài)訓(xùn)練功能 不僅僅是一個分析儀 還是一個訓(xùn)練儀 傳統(tǒng)的三維步態(tài)分析，只能在攝像頭下面進(jìn)行步態(tài)分析， 無法進(jìn)行實時訓(xùn)練。而

9、GaitWatch步態(tài)分析儀，由于采用 了無線位置傳感器，可以實時進(jìn)行情景互動訓(xùn)練 步態(tài)分析的結(jié)果，可以直接指導(dǎo)步行訓(xùn)練參數(shù)設(shè)定 虛擬 現(xiàn)實步行訓(xùn)練 的優(yōu)越性 比人類教練更有耐心和一致性 ,患者可以根據(jù)自己的情況反復(fù)觀察模仿練習(xí) 減少在真實環(huán)境中由錯誤操作導(dǎo)致的危險 可以提供多種形式的反饋信息 ,使枯燥單調(diào)的運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練過程更輕松、更有 趣和更容易 虛擬現(xiàn)實允許用戶進(jìn)行個性化設(shè)置 , 將運(yùn)動訓(xùn)練、心理治療及功能測評有機(jī)地 結(jié)合起來 , 針對患者個人的實際情況制定恰當(dāng)?shù)目祻?fù)訓(xùn)練計劃。 由于虛擬環(huán)境與真實世界的高度相似性 , 在虛擬環(huán)境中習(xí)得的運(yùn)動技能能更好 的遷移到現(xiàn)實

10、環(huán)境中 可以使患者能以自然方式與具有多種感官刺激的虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互 虛擬現(xiàn)實步行訓(xùn)練的優(yōu)越性 GaitWatch系統(tǒng)軟件 -運(yùn)動訓(xùn)練 訓(xùn)練歷史記錄 多關(guān)節(jié)聯(lián)動行走訓(xùn)練 單關(guān)節(jié)訓(xùn)練 模式切換 GaitWatch步態(tài)訓(xùn)練 如果結(jié)合醫(yī)用現(xiàn)有的醫(yī)用跑步機(jī)，便可以成為情景互動跑步機(jī)系統(tǒng)，患者在跑步機(jī) 上，不再是枯燥的跑步訓(xùn)練活動，而是能夠身臨其境的進(jìn)行步行訓(xùn)練。 實時反映速度、步長、步頻、時間、距離、心率和腳步位置等全部數(shù)據(jù) 配有韻律提示，聲音和視覺實時生物反饋，便于病人實時調(diào)整自身狀態(tài) 提供標(biāo)準(zhǔn)步態(tài)數(shù)據(jù)實時比較，測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較，客觀評價病人步態(tài)訓(xùn)練結(jié) 果

11、 多達(dá)十幾種的訓(xùn)練項目 情景互動和虛擬現(xiàn)實相結(jié)合 訓(xùn)練記錄會進(jìn)行保存和對比，增加參 與訓(xùn)練的積極性 可對下肢單個關(guān)節(jié)進(jìn)行訓(xùn)練 可對下肢多個關(guān)節(jié)進(jìn)行聯(lián)動訓(xùn)練 可以根據(jù)病人步態(tài)測試結(jié)果進(jìn)行有針 對性的參數(shù)設(shè)置和訓(xùn)練 認(rèn)知訓(xùn)練與運(yùn)動訓(xùn)練相結(jié)合 GaitWatch步態(tài)訓(xùn)練 適用科室： 各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)的康復(fù)醫(yī)學(xué)科，骨科，神經(jīng) 內(nèi)科、腦外科、老干部科等相關(guān)臨床科室開 展臨床步態(tài)分析使用。 各級體育科學(xué)研究機(jī)構(gòu) 適用范圍： 神經(jīng)系統(tǒng)疾病評估：腦血管意外、腦外傷、 脊髓疾病、運(yùn)動障礙疾病、周圍神經(jīng)疾病、 神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病、、 腦癱等疾病的步態(tài)運(yùn)動學(xué)

12、分析 和訓(xùn)練 。 運(yùn)動系統(tǒng)疾病評估：下肢骨折術(shù)后、脊髓 損傷術(shù)后，下肢損傷術(shù)后、下肢周圍神經(jīng)損 傷、關(guān)節(jié)置換術(shù)后、關(guān)節(jié)炎、髖膝關(guān)節(jié)疾病、 下腰痛、小兒麻痹后遺癥、運(yùn)動創(chuàng)傷后等疾 病的步態(tài)運(yùn)動學(xué)分析 和訓(xùn)練 。 GaitWatch系統(tǒng)的應(yīng)用 章和電氣 --提供創(chuàng)新，高品質(zhì)的產(chǎn)品和解決方案 核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域 工業(yè)控制與測試測量 船舶電氣 醫(yī)療領(lǐng)域 合資公司 -上海璟和技創(chuàng)機(jī)器人有限公司 -- 多體位智能下肢康復(fù)機(jī)器人 全自動機(jī)器人步態(tài)訓(xùn)練 機(jī)器人工作站模式，可以增加不 同設(shè)備 虛擬現(xiàn)實的訓(xùn)練模式，感受真實 行走過程 平躺訓(xùn)練和直立訓(xùn)練的完

13、美結(jié)合 聯(lián)系方式 章和電氣設(shè)備有限公司 電話 : (020) 8234 6488 網(wǎng)址 : Email: 總部地址 : 廣州市天河區(qū)大觀中路 15號 各地辦事處詳見公司網(wǎng)站 附錄 什么是步態(tài)分析？ 1 步態(tài)的基本參數(shù) 步態(tài)分析中常用的基本參數(shù)包括 步長 、 步寬 、 步幅 、 足角 、 步頻 、 步數(shù) 、 步速 等。其內(nèi)涵 是有關(guān)行走的生物力學(xué)分析所涉及的最基本 知識，是進(jìn)行步態(tài)分析的基本要素。 什么是步態(tài)分析？ 2 步態(tài)的時相參數(shù) 一個步行周期可分為 支撐相 和 擺動相 。 什么是步態(tài)分析？ 3 行走時其他關(guān)節(jié)的活動 在一個步行周期內(nèi)，身體各部 分都有相應(yīng)的運(yùn)動，這些運(yùn)動對步態(tài)研究有重 要意義。 骨盆 ：上下及左右的移動，也有水平面上 的角度轉(zhuǎn)動 髖關(guān)節(jié) ：關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)收外展、內(nèi)旋外旋 膝關(guān)節(jié) ：關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)旋外旋 踝關(guān)節(jié) ：關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)旋外旋、內(nèi)翻外翻