專利名稱：一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人機(jī)工程學(xué)、人體步態(tài)特征分析、運(yùn)動(dòng)康復(fù)、擬人機(jī)器人、個(gè)性化工業(yè)
產(chǎn)品設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，尤其是一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)及測試方法。
背景技術(shù)：
多維測力平臺(tái)、壓力分布、表面肌電和高速影像系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的主要 通用工具。上述儀器提供了豐富的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)信息，為相關(guān)研究工作提供了量化、客觀的 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但在使用過程中也暴露出一些問題，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn) 1、一個(gè)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室或某個(gè)具體研究任務(wù)需要由多臺(tái)檢測設(shè)備來獲取人 體信息，而目前這些設(shè)備來自世界各國制造廠商，采購成本高、維護(hù)難度大、相互兼容性不 足； 2、各設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，相互之間沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，多方面信息難以集成在 一個(gè)統(tǒng)一的框架下進(jìn)行綜合處理、分析和解釋； 3、各設(shè)備之間缺乏同步觸發(fā)機(jī)制，難以實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的同步采集，不利于運(yùn)動(dòng)生 物力學(xué)的深入研究。例如，我們在利用數(shù)字跑道對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行技術(shù)分析診斷時(shí)發(fā)現(xiàn)，將A時(shí) 刻的地面反作用力信息、B時(shí)刻的足底壓力信息和C時(shí)刻的軀干姿態(tài)進(jìn)行對照分析，幾乎不 可能建立正確的力/運(yùn)動(dòng)模型、神經(jīng)控制模型，因此技術(shù)診斷的合理性和全面性受到極大 限制。類似困擾在進(jìn)行基于步態(tài)特征的身份識(shí)別研究過程中更加突出。
人體是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)參量具有非線性、時(shí)變形和個(gè)體差異 性等特征，各種參量之間存在并行、反饋及控制等復(fù)雜的耦合關(guān)系。需要采用多種信息獲取 方法，在時(shí)域同步采集多源信息并進(jìn)行融合處理，才有可能把握運(yùn)動(dòng)本質(zhì)規(guī)律，為相關(guān)研究 和應(yīng)用提供理論支撐。當(dāng)前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)信息獲取方法難以全面、深入的揭示人體運(yùn)動(dòng)過 程中復(fù)雜的力學(xué)特性和行為狀態(tài)特征，能否同步獲取完備的人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，已成為運(yùn) 動(dòng)生物力學(xué)研究的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)及測試方法，為相關(guān)研究和應(yīng) 用提供理論和平臺(tái)支撐。本發(fā)明包括搭建的總長9米、測試區(qū)3米的生物力學(xué)通道，在一臺(tái) 中心計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制下，各子功能儀器經(jīng)以太網(wǎng)接口連接，經(jīng)時(shí)鐘同步服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各參數(shù) 時(shí)域精確同步，各單元集成為測試通道；各單元設(shè)備也可配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，形 成獨(dú)立儀器。其中時(shí)鐘服務(wù)器模塊、步態(tài)觸覺信息單元、十六導(dǎo)表面肌電單元、加速度測試 單元、心率/脈搏測試單元均采用我們自行研制的具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝置，也可采用相 近功能的第三方設(shè)備單元。 本發(fā)明的功能單元硬件系統(tǒng)構(gòu)成如下 —種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，包括由高速影像采集單元、多套步態(tài)觸覺信息測 試單元的級聯(lián)、表面肌電采集單元、加速度/角度測試單元、心率/脈搏測試單元集成的生物力學(xué)測試通道，其特征在于在一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，各單元經(jīng)以太網(wǎng)接口連 接，經(jīng)過時(shí)鐘服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各單元測量生物特征參數(shù)的時(shí)域精確同步，集成各單元設(shè)備配置 成綜合測試平臺(tái)，各單元設(shè)備也可配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，形成獨(dú)立儀器；計(jì)算機(jī)中 集成所有數(shù)據(jù)，提取運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、生理學(xué)綜合信息，建立綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫；計(jì)算 機(jī)中集成有上述的數(shù)據(jù)的分析軟件； 所述高速影像采集單元集成多個(gè)高速攝像頭組成高速影像采集分析裝置，實(shí)現(xiàn)人 體末端、軀干、質(zhì)心等特征部位的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息檢測，與各其它單元同步采集的人體步態(tài)觸覺 信息、表面肌電信息和加速度、角速度信息進(jìn)行比對分析，揭示人體動(dòng)作外形與內(nèi)部受力之 間的關(guān)聯(lián)性； 所述的步態(tài)觸覺信息測試單元包括多維測力平臺(tái)；多維測力平臺(tái)具有與之一體化 的柔性陣列化傳感器、基于FPGA架構(gòu)的可同步采集三維測力臺(tái)信號和壓力分布傳感器信 號的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大容量數(shù)據(jù)緩存、通信接口協(xié)議、時(shí)鐘同步協(xié)議；多個(gè)多維測力平 臺(tái)依次級聯(lián)構(gòu)成步態(tài)特征測試通道，用于完整獲取一個(gè)人正常周步的地面反作用力信息、 足底與地面的接觸特征等動(dòng)力學(xué)信息，足弓/步相角等生理特征信息，步頻/步距/速度/ 加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)信息； 所述表面肌電采集單元用于人運(yùn)動(dòng)、行走過程相關(guān)肌群的生物電信號檢測和時(shí)頻 域分析，為動(dòng)作分析、運(yùn)動(dòng)評估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測等提供數(shù)據(jù)支持； 所述加速度/角度測試單元采用加速度與角速度傳感器，用于運(yùn)動(dòng)、行走過程人
體各部位，如大腿、小腿、足部、中心等的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)節(jié)奏等運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測； 所述心率/脈搏測試單元監(jiān)測行走、運(yùn)動(dòng)過程中，心率/脈搏的變化情況，對同一
個(gè)體在不同身體機(jī)能、能量消耗和代謝水平情況下的人體力學(xué)特征與行為特征分析提供基
礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，也為動(dòng)態(tài)心肺能力評估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測等提供數(shù)據(jù)支持。 所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于所述的各單元內(nèi)部采用CAN 或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式對外通過高速以太網(wǎng)接口傳輸指令和數(shù)據(jù)。 所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于計(jì)算機(jī)中的集成分析軟件其 各單元可配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，作為獨(dú)立的分析儀器。
所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于所述步態(tài)觸覺信息測試單元 中柔性陣列化傳感器的點(diǎn)陣間隔為0. 6*0. 6厘米或其他密度大小；點(diǎn)陣數(shù)為96*64。
所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于包括有5套步態(tài)觸覺信息測 試單元，各步態(tài)觸覺信息單元級聯(lián)構(gòu)成測試平臺(tái)。 所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于所述的步態(tài)觸覺信息測試單 元采用多功能力學(xué)傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)對所述陣列化傳感器進(jìn)行自動(dòng)逐點(diǎn)標(biāo)定，以提高檢 測精度，實(shí)現(xiàn)大面積接觸力信息獲取，。 所述的多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)的多參數(shù)生物信息的測試方法，其特征在于采 用權(quán)利要求(1)所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，將表面肌電采集單元、加速度與角 速度傳感器、心率/脈搏測試單元佩帶在人體上，人體在多套步態(tài)觸覺信息測試單元的級 聯(lián)后、多個(gè)多維測力平臺(tái)構(gòu)成的步態(tài)特征測試通道行走，并通過高速影像采集單元采集人 體的動(dòng)作外形，采集到的數(shù)據(jù)通過CAN或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式傳送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析；
計(jì)算機(jī)中集成的分析軟件對所有單元的同步數(shù)據(jù)有機(jī)集成，通過計(jì)算機(jī)的外接設(shè)
5備可構(gòu)建人機(jī)界面，在計(jì)算機(jī)中建立人體的綜合運(yùn)動(dòng)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)的對比性分析和關(guān)聯(lián)耦合性分析，提取人體運(yùn)動(dòng)過程中的共性特征和個(gè)性特征數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)中集成的分析軟件具有統(tǒng)一的模板，可定制的采集模式和單元通道數(shù)選擇，在實(shí)現(xiàn)所有單元同步集成的基礎(chǔ)上，各單元也可以獨(dú)立采集數(shù)據(jù)；集成分析軟件中建立人體綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫，為相關(guān)理論研究和應(yīng)用開發(fā)提供數(shù)據(jù)平臺(tái)；集成分析軟件中提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口，供第三方軟件使用；集成分析軟件中預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)文本數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口，可以獲取第三方儀器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 本發(fā)明采用多功能力學(xué)傳感器自動(dòng)標(biāo)定子系統(tǒng)對步態(tài)觸覺信息測試單元中的大面積陣列化傳感器進(jìn)行自動(dòng)逐點(diǎn)標(biāo)定. 同步時(shí)鐘服務(wù)器設(shè)置獨(dú)立的時(shí)鐘服務(wù)器，忽略導(dǎo)線傳輸延遲(雙絞線5ns/m)，校時(shí)模式下，各節(jié)點(diǎn)工況相同，忽略接受程序延時(shí)。
系統(tǒng)通信接口 步態(tài)觸覺測試單元采用有線連接，肌電、加速度等便攜采集盒采用無線傳輸。其中各子儀器對外集成高速以太網(wǎng)接口，內(nèi)部可采用CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式。
本發(fā)明的集成分析軟件的構(gòu)成如下 (1)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集與分析模板可定制系統(tǒng)的采集模式和單元通道數(shù)選擇，在
實(shí)現(xiàn)功能單元同步集成的基礎(chǔ)上，各功能子單元也可以獨(dú)立采集數(shù)據(jù)。
(2)各子功能單元配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，可作為獨(dú)立的分析儀器。
(3)所有功能單元的同步數(shù)據(jù)有機(jī)集成，構(gòu)建融合友好的人機(jī)界面，建立人體的綜
合運(yùn)動(dòng)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)的對比性分析和關(guān)聯(lián)耦合性分析，提取人體運(yùn)動(dòng)過程中的共性特征
和個(gè)性特征數(shù)據(jù)。
(4)建立人體綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫，每條測試通道的測試數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳輸
到中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，為相關(guān)理論研究和應(yīng)用開發(fā)提供數(shù)據(jù)平臺(tái)。
(5)提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口，供第三方軟件使用。 (6)預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)文本(如C3D文件)數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口，可以獲取第三方儀器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)是 其一，首次將各種單元檢測技術(shù)進(jìn)行功能級有機(jī)集成，形成多參數(shù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)綜合測試平臺(tái)，同步采集人體運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和生理學(xué)參數(shù)，多源信息在統(tǒng)一軟件平臺(tái)中綜合分析，全面展示人體的力學(xué)特性和行為特征。 其二，采用逐點(diǎn)標(biāo)定方式提高檢測精度，實(shí)現(xiàn)大面積接觸力信息獲取，為人體科學(xué)研究提供了新的信息采集設(shè)備，從而拓展、深化其研究內(nèi)涵。 其三，各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)鐘同步，采用并行采集、異步傳輸?shù)姆绞?，以較低的成本實(shí)現(xiàn)了諸多物理參量的同步信息獲取。 其四，綜合運(yùn)用多維宏觀測力和柔性微觀測力技術(shù)，采用級聯(lián)方式構(gòu)建步態(tài)特征測試通道，在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)了完整周步動(dòng)力學(xué)信息獲取。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明各功能單元集成結(jié)構(gòu)圖。
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圖3是本發(fā)明計(jì)算機(jī)中集成分析軟件結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明同步時(shí)鐘服務(wù)器校時(shí)流程圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖給出本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。 —種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，包括由高速影像采集單元、5套步態(tài)觸覺信息測試單元的級聯(lián)、表面肌電采集單元、加速度/角度測試單元、心率/脈搏測試單元集成的生物力學(xué)測試通道，在一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，各單元經(jīng)以太網(wǎng)接口連接，經(jīng)過時(shí)鐘服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各單元測量生物特征參數(shù)的時(shí)域精確同步，集成各單元設(shè)備配置成綜合測試平臺(tái)，各單元設(shè)備也可配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，形成獨(dú)立儀器；計(jì)算機(jī)中集成所有數(shù)據(jù)，提取運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、生理學(xué)綜合信息，建立綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫；計(jì)算機(jī)中集成有上述的數(shù)據(jù)的分析軟件；所述高速影像采集單元集成多個(gè)高速攝像頭組成高速影像采集分析裝置，實(shí)現(xiàn)人體末端、軀干、質(zhì)心等特征部位的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息檢測，與各其它單元同步采集的人體步態(tài)觸覺信息、表面肌電信息和加速度、角速度信息進(jìn)行比對分析，揭示人體動(dòng)作外形與內(nèi)部受力之間的關(guān)聯(lián)性；步態(tài)觸覺信息測試單元包括多維測力平臺(tái)；多維測力平臺(tái)具有與之一體化的柔性陣列化傳感器、基于FPGA架構(gòu)的可同步采集三維測力臺(tái)信號和壓力分布傳感器信號的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大容量數(shù)據(jù)緩存、通信接口協(xié)議、時(shí)鐘同步協(xié)議；多個(gè)多維測力平臺(tái)依次級聯(lián)構(gòu)成步態(tài)特征測試通道，用于完整獲取一個(gè)人正常周步的地面反作用力信息、足底與地面的接觸特征等動(dòng)力學(xué)信息，足弓/步相角等生理特征信息，步頻/步距/速度/加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)信息；表面肌電采集單元用于人運(yùn)動(dòng)、行走過程相關(guān)肌群的生物電信號檢測和時(shí)頻域分析，為動(dòng)作分析、運(yùn)動(dòng)評估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測等提供數(shù)據(jù)支持；加速度/角度測試單元采用加速度與角速度傳感器，用于運(yùn)動(dòng)、行走過程人體各部位，如大腿、小腿、足部、中心等的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)節(jié)奏等運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測；心率/脈搏測試單元監(jiān)測行走、運(yùn)動(dòng)過程中，心率/脈搏的變化情況，對同一個(gè)體在不同身體機(jī)能、能量消耗和代謝水平情況下的人體力學(xué)特征與行為特征分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，也為動(dòng)態(tài)心肺能力評估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測等提供數(shù)據(jù)支持。各單元內(nèi)部采用CAN或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式對外通過高速以太網(wǎng)接口傳輸指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的集成分析軟件其各單元可配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，作為獨(dú)立的分析儀器。步態(tài)觸覺信息測試單元中柔性陣列化傳感器的點(diǎn)陣間隔為0. 6*0. 6厘米或其他密度大??；點(diǎn)陣數(shù)為96*64。 由于本測試通道具有較高的采樣頻率，并且5套步態(tài)觸覺測試單元級聯(lián)之后的柔性傳感陣列數(shù)量巨大，每秒鐘需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常之大，在沒有足夠大的底層緩存的情況下，普通的USB傳輸方式滿足不了傳輸要求，采用圖1中的協(xié)議轉(zhuǎn)化卡，各子功能單元經(jīng)過通信轉(zhuǎn)換協(xié)議之后通過高速以太網(wǎng)接口與中心計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)交互。本系統(tǒng)的硬件方案可考慮分成2個(gè)步驟，第一步實(shí)現(xiàn)功能，第二步方案優(yōu)化升級。第一步方案中圖1中的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡可以采用CAN(或USB)到以太網(wǎng)的結(jié)網(wǎng)通信，步態(tài)觸覺采集單元、肌電測試單元、加速度測試單元、心血管檢測單元均以CAN方式與上層通信；第二步方案中，以太網(wǎng)接口直接集成到采集單元中，便攜采集盒以無線形式實(shí)現(xiàn)，步態(tài)觸覺以有線方式實(shí)現(xiàn)。高速影像數(shù)據(jù)經(jīng)同步后直接與上層分析軟件通信。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的各功能單元測量裝置及其測量方法進(jìn)行
7各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于 本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，包括由高速影像采集單元、多套步態(tài)觸覺信息測試單元的級聯(lián)、表面肌電采集單元、加速度/角度測試單元、心率/脈搏測試單元集成的生物力學(xué)測試通道，其特征在于在一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下，各單元經(jīng)以太網(wǎng)接口連接，經(jīng)過時(shí)鐘服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各單元測量生物特征參數(shù)的時(shí)域精確同步，集成各單元設(shè)備配置成綜合測試平臺(tái)，各單元設(shè)備也可配置自主分析軟件和人機(jī)接口，形成獨(dú)立儀器；計(jì)算機(jī)中集成所有數(shù)據(jù)，提取運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、生理學(xué)綜合信息，建立綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫；計(jì)算機(jī)中集成有上述的數(shù)據(jù)的分析軟件；所述高速影像采集單元集成多個(gè)高速攝像頭組成高速影像采集分析裝置，實(shí)現(xiàn)人體末端、軀干、質(zhì)心等特征部位的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息檢測，與各其它單元同步采集的人體步態(tài)觸覺信息、表面肌電信息和加速度、角速度信息進(jìn)行比對分析，揭示人體動(dòng)作外形與內(nèi)部受力之間的關(guān)聯(lián)性；所述的步態(tài)觸覺信息測試單元包括多維測力平臺(tái)；多維測力平臺(tái)具有與之一體化的柔性陣列化傳感器、基于FPGA架構(gòu)的可同步采集三維測力臺(tái)信號和壓力分布傳感器信號的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大容量數(shù)據(jù)緩存、通信接口協(xié)議、時(shí)鐘同步協(xié)議；多個(gè)多維測力平臺(tái)依次級聯(lián)構(gòu)成步態(tài)特征測試通道，用于完整獲取一個(gè)人正常周步的地面反作用力信息、足底與地面的接觸特征等動(dòng)力學(xué)信息，足弓/步相角等生理特征信息，步頻/步距/速度/加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)信息；所述表面肌電采集單元用于人運(yùn)動(dòng)、行走過程相關(guān)肌群的生物電信號檢測和時(shí)頻域分析，為動(dòng)作分析、運(yùn)動(dòng)評估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測等提供數(shù)據(jù)支持；所述加速度/角度測試單元采用加速度與角速度傳感器，用于運(yùn)動(dòng)、行走過程人體各部位，如大腿、小腿、足部、中心等的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)節(jié)奏等運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測；所述心率/脈搏測試單元監(jiān)測行走、運(yùn)動(dòng)過程中，心率/脈搏的變化情況，對同一個(gè)體在不同身體機(jī)能、能量消耗和代謝水平情況下的人體力學(xué)特征與行為特征分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，也為動(dòng)態(tài)心肺能力評估、運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)測等提供數(shù)據(jù)支持。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于所述的各單元 內(nèi)部采用CAN或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式對外通過高速以太網(wǎng)接口傳輸指令和數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于計(jì)算機(jī)中的集 成分析軟件其各單元可配置自主分析軟件和人機(jī)接口 ，作為獨(dú)立的分析儀器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于所述步態(tài)觸覺 信息測試單元中柔性陣列化傳感器的點(diǎn)陣間隔為0. 6*0. 6厘米或其他密度大?。稽c(diǎn)陣數(shù)為 96承64。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于包括有5套步 態(tài)觸覺信息測試單元，各步態(tài)觸覺信息單元級聯(lián)構(gòu)成測試平臺(tái)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，其特征在于所述的步態(tài)觸 覺信息測試單元采用多功能力學(xué)傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)對所述陣列化傳感器進(jìn)行自動(dòng)逐點(diǎn) 標(biāo)定，以提高檢測精度，實(shí)現(xiàn)大面積接觸力信息獲取，。
7. —種基于權(quán)利要求1所述的多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)的多參數(shù)生物信息的測試方法，其特征在于采用權(quán)利要求(1)所述的一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)，將表面肌電采集單元、加速度與角速度傳感器、心率/脈搏測試單元佩帶在人體上，人體在多套步態(tài)觸覺信息測試單元的級聯(lián)后、多個(gè)多維測力平臺(tái)構(gòu)成的步態(tài)特征測試通道行走，并通過高速影像 采集單元采集人體的動(dòng)作外形，采集到的數(shù)據(jù)通過CAN或USB轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式傳送至計(jì)算 機(jī)中進(jìn)行分析；計(jì)算機(jī)中集成的分析軟件對所有單元的同步數(shù)據(jù)有機(jī)集成，通過計(jì)算機(jī)的外接設(shè)備可 構(gòu)建人機(jī)界面，在計(jì)算機(jī)中建立人體的綜合運(yùn)動(dòng)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)的對比性分析和關(guān)聯(lián)耦合 性分析，提取人體運(yùn)動(dòng)過程中的共性特征和個(gè)性特征數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)中集成的分析軟件具有 統(tǒng)一的模板，可定制的采集模式和單元通道數(shù)選擇，在實(shí)現(xiàn)所有單元同步集成的基礎(chǔ)上，各 單元也可以獨(dú)立采集數(shù)據(jù)；集成分析軟件中建立人體綜合生物信息特征數(shù)據(jù)庫，為相關(guān)理 論研究和應(yīng)用開發(fā)提供數(shù)據(jù)平臺(tái)；集成分析軟件中提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口，供第三方軟件使用； 集成分析軟件中預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)文本數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口 ，可以獲取第三方儀器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多參數(shù)生物信息測試平臺(tái)及測試方法，以運(yùn)動(dòng)人體為測試對象，同步采集各環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、人體與支撐面宏觀作用力、足底壓力分布特征、身體肌群生物電信息等，并監(jiān)測人體心肺機(jī)能動(dòng)態(tài)變化特征，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供理論和平臺(tái)支撐。本發(fā)明包生物測試通道和集成分析軟件，測試通道包括同步時(shí)鐘服務(wù)器、步態(tài)觸覺信息測試單元、表面肌電采集單元、高速影像采集單元、加速度/角度測試單元、心率/脈搏測試單元。在一臺(tái)中心計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制下，各子功能儀器經(jīng)以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，經(jīng)時(shí)鐘同步服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各參數(shù)時(shí)域精確同步形成綜合測試平臺(tái)；各單元設(shè)備也可配置自主分析軟件和人機(jī)接口，形成獨(dú)立儀器。為步態(tài)分析、體育科研、運(yùn)動(dòng)機(jī)能與健康評估、基礎(chǔ)試驗(yàn)等方面提供一種多源生物信息獲取集成測試裝置和測試方法。
文檔編號A61B5/0205GK101692977SQ20091018485
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者周旭, 孫向陽, 孫怡寧, 戚功美, 楊先軍, 潘磊 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院;