人口老齡化速度的加快,使因腦卒中等疾病造成的肢體運動障礙的患者增多。居家康復(fù)是腦卒中病人進行康復(fù)治療的重要環(huán)節(jié),能夠有效的降低腦卒中病人的殘疾率。隨著無線體域網(wǎng)技術(shù)以及慣性動作捕捉技術(shù)的發(fā)展,越來越多的無線動作捕捉系統(tǒng)被用來監(jiān)測病人的自主上肢訓(xùn)練過程、評價居家康復(fù)的訓(xùn)練效果。本文設(shè)計了一種面向腦卒中的居家康復(fù)數(shù)字化監(jiān)測與評價系統(tǒng),用以監(jiān)測上肢康復(fù)訓(xùn)練過程,規(guī)范居家康復(fù)方法,提高恢復(fù)效果。主要的研究內(nèi)容如下:首先,闡述腦卒中的發(fā)病原因和危害、居家康復(fù)的特點和需求以及監(jiān)測與評價系統(tǒng)的技術(shù)背景;同時結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,確定本課題研究的可行性。其次,分析設(shè)計需求,設(shè)計基于慣性傳感器和ZigBee芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及基于Matlab的上肢動作監(jiān)測評價上位機,并結(jié)合姿態(tài)解算算法搭建起系統(tǒng)平臺。再次,以5自由度的仿真機械臂模型建立人體上肢姿態(tài)模型,應(yīng)用相應(yīng)的解算算法,實現(xiàn)多節(jié)點的數(shù)據(jù)融合、姿態(tài)還原,模擬上臂和前臂的運動軌跡、計算關(guān)節(jié)角度及位置,給動作完成度評價提供數(shù)據(jù)支持。最后,以設(shè)計的實驗系統(tǒng)為平臺,進行系統(tǒng)的可靠性驗證,并設(shè)計實驗方案進行康復(fù)訓(xùn)練的監(jiān)測與評價實驗,進行訓(xùn)練效果驗證。 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

節(jié)點坐標(biāo)系統(tǒng)示意圖

郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒遠高于其他測量角度產(chǎn)生的誤差。原因是手腕和上臂處在不同的身體節(jié)段，當(dāng)上臂在向上傾斜時，手腕有很大可能已經(jīng)超越了垂直線。圖 1.1 展示了左右手臂和手腕上計（紅色）和磁力計（綠色）的坐標(biāo)系統(tǒng)。圖 1.2 展示了真實的人體受試者的八種運角度范圍（a）屈伸，（b）內(nèi)收/外展，（c）水平內(nèi)收/外展，（d）內(nèi)外旋轉(zhuǎn)。圖 1.1 節(jié)點坐標(biāo)系統(tǒng)示意圖

郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒其核心分類算法采用支持向量機算法，支持向量機分類廣泛應(yīng)用于二元數(shù)據(jù)分類和，為了確定最大類別邊緣間隔（超平面），必須最小化分類錯誤。由于各種康復(fù)活動數(shù)入到系統(tǒng)中，支持向量機處理遵循一對一的方法，即將結(jié)果分成 N 個類別，該研究包練習(xí)方式。在訓(xùn)練階段，所收集的訓(xùn)練數(shù)據(jù)用于構(gòu)建支持超平面。根據(jù)所識別的特征近一個類別時，數(shù)據(jù)點被標(biāo)記為 1；否則，如果它們接近其他類別，則標(biāo)記為-1。通過持超平面測試一段輸入數(shù)據(jù)，然后將其分配給最合適的類別。圖 1.3 展示了幾種康復(fù)可以被檢測的運動行為。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]可穿戴運動捕捉系統(tǒng)[J]. 陳曉,宋曉梅,張意華.  國外電子測量技術(shù). 2017(10)
[2]基于MATLAB Robotic Toolbox的關(guān)節(jié)型機器人運動仿真研究[J]. 陸佳皓,平雪良,李朝陽.  機床與液壓. 2017(17)
[3]腦卒中患者早期康復(fù)的療效觀察[J]. 莫林宏,聶憶秋,劉翠,劉愛賢.  中國婦幼健康研究. 2017(S2)
[4]用于機器人示教的人體手臂運動捕捉方法研究[J]. 朱桁序,姜文剛,林永才.  電子測量技術(shù). 2016(07)
[5]醫(yī)院-社區(qū)-家庭整體護理在腦卒中康復(fù)中的應(yīng)用[J]. 袁修銀,任俊翠,劉暢,張秀軍,李娟.  中華全科醫(yī)學(xué). 2016(03)
[6]基于MEMS的帕金森病震顫實時評估系統(tǒng)[J]. 郄劍文,賈方秀,魯鵬威.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(02)
[7]腦卒中患者居家康復(fù)護理研究進展[J]. 王昳麗,朱俞嵐,倪英,吳毅.  護理學(xué)雜志. 2015(19)
[8]ZigBee網(wǎng)絡(luò)性能測試系統(tǒng)研究[J]. 張沖,熊勇,房衛(wèi)東,單連海,林奮波,陳長勇.  國外電子測量技術(shù). 2015(08)
[9]發(fā)展中的中國康復(fù)醫(yī)學(xué)[J]. 陳立典,勵建安.  康復(fù)學(xué)報. 2015(01)
[10]一種基于平面約束的偏癱恢復(fù)運動評價方法[J]. 張立國,趙金閣,金梅,于曉晶,鄭龍江.  儀器儀表學(xué)報. 2015(02)

博士論文
[1]五自由度上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人系統(tǒng)控制方法研究[D]. 康浩博.東北大學(xué) 2015
[2]五自由度上肢康復(fù)機器人訓(xùn)練系統(tǒng)的研究[D]. 李醒.東北大學(xué) 2012
[3]人體上肢運動學(xué)分析與類人肢體設(shè)計及運動規(guī)劃[D]. 陳文斌.華中科技大學(xué) 2012
[4]人體上肢生物力學(xué)建模和典型運動的生物力學(xué)研究[D]. 張琳琳.上海交通大學(xué) 2009
[5]具有生理學(xué)特性的高精度人體肌肉疲勞建模及其在手臂屈伸運動中的應(yīng)用研究[D]. 余慧杰.復(fù)旦大學(xué) 2008

碩士論文
[1]上海市老年醫(yī)療護理機構(gòu)腦卒中護理質(zhì)量評價指標(biāo)體系構(gòu)建[D]. 翁艷秋.第二軍醫(yī)大學(xué) 2017
[2]基于Kinect深度傳感器的三維重建技術(shù)研究[D]. 鄭傳遠.陜西師范大學(xué) 2016
[3]基于無線傳輸技術(shù)的慣性動作捕捉系統(tǒng)研究與設(shè)計[D]. 侯學(xué)輝.山東大學(xué) 2016
[4]基于直覺模糊集的上肢康復(fù)綜合評價方法研究[D]. 吳思雨.東北大學(xué) 2014
[5]基于9軸傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 鄭健.電子科技大學(xué) 2013
[6]康復(fù)訓(xùn)練機器人評價及實驗研究[D]. 高祥波.重慶大學(xué) 2008



本文編號：3334740