本發(fā)明涉及一種基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會進(jìn)步和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，下背痛作為護(hù)理中作中較為嚴(yán)重的致殘和誤工的主要原因之一，嚴(yán)重影響著人們的生活質(zhì)量。疼痛在國際上已經(jīng)定義為繼體溫、脈搏、呼吸、血壓四大生命體征后的第五大生命體征，是困擾病人的一個常見問題。由于護(hù)理人員常規(guī)操作中頻繁的彎腰和不正確的彎腰姿勢搬抬病人、轉(zhuǎn)移儀器導(dǎo)致脊柱負(fù)荷增加和脊柱群肌肉累積損傷，長此以往造成不同程度的疼痛。由于疼痛是一種不愉快的感覺，伴有實(shí)際或潛在組織損傷和脊柱結(jié)構(gòu)異常。疼痛評估是對下背痛患者進(jìn)行病理特性分析、治療方案選擇或者康復(fù)指導(dǎo)的關(guān)鍵。

目前，對疼痛的評估主要分為：病人自我報(bào)告法、行為觀察法和生理指標(biāo)評估法。病人自我報(bào)告法被認(rèn)定為最為真實(shí)的反映疼痛的評估方法；行為觀察法利用病人的面部表情、身體運(yùn)動等線索對病人進(jìn)行疼痛評估，差異性較大；而生理指標(biāo)評估法也是利用病人的心率、呼吸、血壓等來進(jìn)行評估，有時候這些指標(biāo)的變化會因?yàn)椴∪说慕乖旰筒话驳那榫w和外界環(huán)境所影響，也不可靠。

由于疼痛是一種主觀感知，而主觀感知常常受到外界環(huán)境、主觀者個人情緒、性格、心理因素的影響，這樣主觀者依靠自身對疾病的認(rèn)識對疾病的感知產(chǎn)生不確定的反映，這樣往往會影響臨床上對疼痛程度的真實(shí)評估，很難對其進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評估。在相對較為有效的自我報(bào)告評估法中，主要的評估方式有：視覺模擬評分法(Visual Analog Scale，VAS)、文字描述評分法(Verbal Descriptor Scale，VDS)、數(shù)字評分法(Numeric rating scale，NRS)、簡明疼痛調(diào)查表(Brief pain Inventory，BPI)、McGill疼痛問卷(McGill Pain Questionnaire，MPQ)等，在臨床的實(shí)踐中，根據(jù)患者的情況和環(huán)境，選擇相對適合病人的量表。盡管這些評估方式相對有效，能反映患者的疼痛程度，但是這些量表的評估主要是憑借主觀感知來評判的，存在很大的主觀因素，對下背痛患者病理特性的研究產(chǎn)生一定的局限性。有研究表明，疼痛往往跟人的心情、焦慮等情緒有關(guān)，下背痛病癥導(dǎo)致的疼痛和由于病癥所產(chǎn)生的焦慮影響大腦所具有的疼痛，在很多時候很難區(qū)分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估方法，該方法包括如下步驟：a.采用人體慣性傳感器獲取每位下背痛患者在站立位、軀干盡力前傾彎曲、返回站立位過程中軀干彎曲姿態(tài)信號；b.對上述獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號進(jìn)行解算，得到下背痛患者人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號；c.對上述得到的人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號進(jìn)行低通濾波處理；d.提取所述低通濾波處理后人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號的角度峰值，并求取平均角度峰值，以求取的平均角度峰值作為特征參數(shù)；e.采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析所述特征參數(shù)與自身疼痛程度的相關(guān)性系數(shù)；f.根據(jù)得到的相關(guān)性系數(shù)，判斷上述平均角度峰值能否作為評估下背痛患者疼痛水平的客觀方法。

其中，所述步驟a具體包括：采用兩枚慣性傳感器分別放置在脊柱頂端部位和L2-L5部位，采集多例下背痛患者在站立位→軀干盡力前傾彎曲→返回站立位過程中脊柱姿態(tài)角信號。

所述步驟b具體包括：對獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號通過Matlab2010b軟件進(jìn)行四元數(shù)方法和歐拉角法編程，解算出下背痛患者在進(jìn)行上述前傾運(yùn)動中人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號。

所述步驟d具體包括：提取所述低通濾波處理后人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號的五個角度峰值，并對所述五個角度峰值求取平均角度峰值，以求取的平均角度峰值作為特征參數(shù)。

所述步驟e具體包括：對肌肉放電有效參數(shù)值和疼痛程度進(jìn)行雙側(cè)Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，得到相關(guān)性系數(shù)。

本發(fā)明還提供一種基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估系統(tǒng)，包括獲取模塊、解算模塊、濾波模塊、提取模塊、統(tǒng)計(jì)模塊及判定模塊，其中：所述獲取模塊用于采用人體慣性傳感器獲取每位下背痛患者在站立位、軀干盡力前傾彎曲、返回站立位過程中軀干彎曲姿態(tài)信號；所述解算模塊用于對上述獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號進(jìn)行解算，得到下背痛患者人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號；所述濾波模塊用于對上述得到的人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號進(jìn)行低通濾波處理；所述提取模塊用于提取所述低通濾波處理后人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號的角度峰值，并求取平均角度峰值，以求取的平均角度峰值作為特征參數(shù)；所述統(tǒng)計(jì)模塊用于采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析所述特征參數(shù)與自身疼痛程度的相關(guān)性系數(shù)；所述判定模塊用于根據(jù)得到的相關(guān)性系數(shù)，判斷上述平均角度峰值能否作為評估下背痛患者疼痛水平的客觀方法。

其中，所述的獲取模塊具體用于：采用兩枚慣性傳感器分別放置在脊柱頂端部位和L2-L5部位，采集多例下背痛患者在站立位→軀干盡力前傾彎曲→返回站立位過程中脊柱姿態(tài)角信號。

所述的解算模塊具體用于：對獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號通過Matlab2010b軟件進(jìn)行四元數(shù)方法和歐拉角法編程，解算出下背痛患者在進(jìn)行上述前傾運(yùn)動中人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號。

所述的提取模塊具體用于：提取所述低通濾波處理后人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號的五個角度峰值，并對所述五個角度峰值求取平均角度峰值，以求取的平均角度峰值作為特征參數(shù)。

所述的統(tǒng)計(jì)模塊具體用于：對肌肉放電有效參數(shù)值和疼痛程度進(jìn)行雙側(cè)Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，得到相關(guān)性系數(shù)。

本發(fā)明評估人體疼痛程度強(qiáng)弱的方式不受人的主觀意識所控制，能夠客觀評估患者的疼痛程度，是對脊柱運(yùn)動功能的真實(shí)寫照，能夠有效反映疼痛的水平，指導(dǎo)醫(yī)生做出更加正確的病理診斷，選擇出合適、有效的治療方式，幫助患者早日實(shí)現(xiàn)康復(fù)?？傊?，本發(fā)明具有以下有益效果：有效解決了對下背痛患者進(jìn)行疼痛評估的主觀因素評估方式所受患者情緒影響的問題，采用人體軀干彎曲角度系統(tǒng)和人體疼痛系統(tǒng)相結(jié)合的綜合系統(tǒng)評估，從而客觀評判患者的疼痛程度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

參閱圖1所示，是本發(fā)明基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估方法較佳實(shí)施例的作業(yè)流程圖。

步驟S1，采用人體慣性傳感器獲取每位下背痛患者在站立位、軀干盡力前傾彎曲、返回站立位過程中軀干彎曲姿態(tài)信號。本實(shí)施例采用兩枚慣性傳感器分別放置在脊柱頂端部位和L2-L5部位，采集多例下背痛患者在站立位→軀干盡力前傾彎曲→返回站立位過程中脊柱姿態(tài)角信號。具體而言：

在本實(shí)施例中，下背痛患者首先以人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢直立站立，在指導(dǎo)者的要求下根據(jù)自己的疼痛程度使軀干向前傾斜，達(dá)到自身彎曲最大位置后，返回站立位，連續(xù)進(jìn)行5次，采用人體慣性傳感器采集下背痛患者軀干彎曲姿態(tài)信號。其中，所述人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢，是指頭部保持直立、身體直立站立，兩眼平視前方，腳尖朝前，上肢自然下垂、手掌貼緊于身體腿部兩側(cè)。人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢不會隨著客觀環(huán)境、觀察者的位置以及觀察者的面向方位的變化而變化。

從人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢和解剖學(xué)角度出發(fā)，人體運(yùn)動過程中，涉及到人體的軸向和軸面。一般情況下，進(jìn)行冠狀軸、垂直軸和矢狀軸互相垂直的軸向，以及冠狀面、矢狀面和水平面的三種切面，如圖2所示。冠狀面將人體分為前面、后面兩部分，矢狀面將人體分為左邊、右邊兩部分，水平面將人體分為上面、下面兩部分。

運(yùn)動捕捉設(shè)備利用人體運(yùn)動傳感器采集人體在三維空間中運(yùn)動軌跡。Xsens慣性傳感器主要采用三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)和三軸磁力計(jì)組成的慣性測試單元來測量傳感器的運(yùn)動參數(shù)。由于三軸陀螺儀存在明顯的零偏和漂移，使用前先對慣性器件進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后傳感器的姿態(tài)角度數(shù)據(jù)還不能直接從傳感器慣性數(shù)據(jù)中得到，還需要從慣性數(shù)據(jù)中解算出傳感器的姿態(tài)角度數(shù)據(jù)，而人體傳感器的運(yùn)動方向與人體運(yùn)動的運(yùn)動方向取決于傳感器的放置方向，確定好傳感器的放置方向后，才可得到人體姿態(tài)角度。將人體姿態(tài)角通過傳感器輸出的姿態(tài)角以四元數(shù)和歐拉角兩種方式表現(xiàn)出來。

本實(shí)施例采用9軸Xsens人體慣性傳感捕捉系統(tǒng)MTX的方向?yàn)閭鞲衅鞴潭ㄗ鴺?biāo)系相對地球固定坐標(biāo)系統(tǒng)的方向，輸出方向用四元數(shù)表示。

步驟S2，采用四元數(shù)方法和歐拉角法對上述獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號進(jìn)行解算，得到下背痛患者人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號。本實(shí)施例對獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號通過Matlab2010b軟件進(jìn)行四元數(shù)方法和歐拉角法編程，解算出下背痛患者在進(jìn)行上述前傾運(yùn)動中人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號。具體包括：

所述人體軀干彎曲姿態(tài)角度，是人體運(yùn)動過程中身體在不同運(yùn)動姿態(tài)下所體現(xiàn)出的角度。

本實(shí)施例中，人體軀干彎曲姿態(tài)角度的獲得，是采用歐拉角法和四元數(shù)方法將人體運(yùn)動慣性傳感器中的數(shù)據(jù)解算出來。旋轉(zhuǎn)是解算人體軀干彎曲姿態(tài)角度的核心，一般通過矩陣、歐拉角表示或者軸角、四元數(shù)表示4種方法。矩陣法主要針對變換向量，最直觀的采用歐拉角表示，軸角表示應(yīng)用于幾何推導(dǎo)，組合旋轉(zhuǎn)通常采用四元數(shù)表示。

單位四元數(shù)矢量可以表示為一個單位矢量n通過旋轉(zhuǎn)角度α得到，采用如下公式：

四元數(shù)可以簡寫為q₀,q₁,q₂,q₃，模為：

q_GS＝(q₀,q₁,q₂,q₃)

||q||＝1 (2)

其中，q₀表示一個旋轉(zhuǎn)角度，q₁,q₂,q₃表示是一個空間向量，四元數(shù)的物理意義就是，物體從姿態(tài)原點(diǎn)，繞向量(q₁,q₂,q₃)旋轉(zhuǎn)一個角度f(q₀)。四元數(shù)可以有效的表示三維(3D)方向，并且是唯一可以表示：q＝-q。q_GS的逆q_SG可以用q_GS的共軛表示：

利用q_GS旋轉(zhuǎn)矩陣將傳感器固定坐標(biāo)系(S)轉(zhuǎn)化為地球固定坐標(biāo)系(G):

其中，q_SG是地球規(guī)定坐標(biāo)方向旋轉(zhuǎn)到傳感器規(guī)定坐標(biāo)方向的旋轉(zhuǎn)矩陣。因此，Xsens慣性人體捕捉系統(tǒng)的四元數(shù)輸出方式為q₀,q₁,q₂,q₃。

通過四元數(shù)解算出人體軀干彎曲姿態(tài)角度：

pitch＝-sin(R₃₁)＝-sin-¹(2q₁q₃-2q₀q₂)

步驟S3，對上述得到的人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號進(jìn)行切比雪夫I型低通濾波處理。具體而言：

本實(shí)施例采集到的數(shù)據(jù).mtb數(shù)據(jù)在MT Manager軟件中轉(zhuǎn)化為.txt文件。在實(shí)際采集的信號中，常常會含有各種各樣的噪聲，因此需要對信號進(jìn)行濾波處理。本實(shí)施例采用切比雪夫I型低通濾波器進(jìn)行濾波處理。一般正常人前傾一次需要大約1秒，而下背痛患者由于脊柱功能異常，前傾速度會較慢，因此可以粗略的設(shè)定下背痛患者運(yùn)動頻率不超過0.5Hz，因此低通濾波器可以濾掉高頻噪聲。參數(shù)設(shè)定為：通帶邊頻率為f_s1，通帶邊衰減rp，阻帶邊頻率f_sl，阻帶邊衰減rs，采樣頻率F_s，輸入信號X(k)，本實(shí)施例matlab編程如下：

function after1＝lowband(X(k),f_s1,f_sl,rp,rs,F_s)

f1＝f_s1；f₂＝f_sl；

ω_p＝2*f₁/F_s；ω_s＝2*f₂/F_s；

[n ω_n]＝cheblord(ω_p,ω_s,rp,rs)；

[b,a]＝cheby1(n,rp,ω_n,'z')；

[H ω]＝freqz(b,a)；plot(ω,abs(H))；

after1＝filter(b,a,X(k))；

阻帶邊截止頻率設(shè)定為0.9Hz，衰減值30dB，通帶邊截止頻率0.1Hz，衰減值為0.1dB，采樣率100Hz。

步驟S4，提取所述低通濾波處理后人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號的五個角度峰值，并對所述五個角度峰值求取平均角度峰值，以求取的平均角度峰值作為特征參數(shù)。

步驟S5，采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析所述特征參數(shù)與自身疼痛程度的相關(guān)性系數(shù)。

對上述求取的特征參數(shù)利用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性水平以p<0.05，表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對肌肉放電有效參數(shù)值和疼痛程度進(jìn)行雙側(cè)Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，得到相關(guān)性系數(shù)。

步驟S6，根據(jù)得到的相關(guān)性系數(shù)，判斷上述平均角度峰值能否作為評估下背痛患者疼痛水平的客觀方法。

皮爾森相關(guān)系數(shù)r值得大小，反映著參數(shù)之間相關(guān)性的強(qiáng)弱：當(dāng)r<0.20，相關(guān)性差；當(dāng)0.21<r<0.40，相關(guān)性較差；當(dāng)0.41<r<0.60，相關(guān)性一般；當(dāng)0.61<r<0.80，相關(guān)性好；當(dāng)0.81<r<1.00，相關(guān)性很高。所有不同疼痛程度下的被試者年齡、身高、體重之間無顯著差異性。

參閱圖2所示，是本發(fā)明基于人體姿態(tài)角的疼痛程度評估系統(tǒng)10的硬件架構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括獲取模塊101、解算模塊102、濾波模塊103、提取模塊104、統(tǒng)計(jì)模塊105及判定模塊106。

所述獲取模塊101用于采用人體慣性傳感器獲取每位下背痛患者在站立位、軀干盡力前傾彎曲、返回站立位過程中軀干彎曲姿態(tài)信號。本實(shí)施例采用兩枚慣性傳感器分別放置在脊柱頂端部位和L2-L5部位，采集多例下背痛患者在站立位→軀干盡力前傾彎曲→返回站立位過程中脊柱姿態(tài)角信號。具體而言：

在本實(shí)施例中，下背痛患者首先以人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢直立站立，在指導(dǎo)者的要求下根據(jù)自己的疼痛程度使軀干向前傾斜，達(dá)到自身彎曲最大位置后，返回站立位，連續(xù)進(jìn)行5次，采用人體慣性傳感器采集下背痛患者軀干彎曲姿態(tài)信號。其中，所述人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢，是指頭部保持直立、身體直立站立，兩眼平視前方，腳尖朝前，上肢自然下垂、手掌貼緊于身體腿部兩側(cè)。人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢不會隨著客觀環(huán)境、觀察者的位置以及觀察者的面向方位的變化而變化。

從人體標(biāo)準(zhǔn)姿勢和解剖學(xué)角度出發(fā)，人體運(yùn)動過程中，涉及到人體的軸向和軸面。一般情況下，進(jìn)行冠狀軸、垂直軸和矢狀軸互相垂直的軸向，以及冠狀面、矢狀面和水平面的三種切面，如圖2所示。冠狀面將人體分為前面、后面兩部分，矢狀面將人體分為左邊、右邊兩部分，水平面將人體分為上面、下面兩部分。

運(yùn)動捕捉設(shè)備利用人體運(yùn)動傳感器采集人體在三維空間中運(yùn)動軌跡。Xsens慣性傳感器主要采用三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)和三軸磁力計(jì)組成的慣性測試單元來測量傳感器的運(yùn)動參數(shù)。由于三軸陀螺儀存在明顯的零偏和漂移，使用前先對慣性器件進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后傳感器的姿態(tài)角度數(shù)據(jù)還不能直接從傳感器慣性數(shù)據(jù)中得到，還需要從慣性數(shù)據(jù)中解算出傳感器的姿態(tài)角度數(shù)據(jù)，而人體傳感器的運(yùn)動方向與人體運(yùn)動的運(yùn)動方向取決于傳感器的放置方向，確定好傳感器的放置方向后，才可得到人體姿態(tài)角度。將人體姿態(tài)角通過傳感器輸出的姿態(tài)角以四元數(shù)和歐拉角兩種方式表現(xiàn)出來。

本實(shí)施例采用9軸Xsens人體慣性傳感捕捉系統(tǒng)MTX的方向?yàn)閭鞲衅鞴潭ㄗ鴺?biāo)系相對地球固定坐標(biāo)系統(tǒng)的方向，輸出方向用四元數(shù)表示。

所述解算模塊102用于采用四元數(shù)方法和歐拉角法對上述獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號進(jìn)行解算，得到下背痛患者人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號。本實(shí)施例對獲取的軀干彎曲姿態(tài)信號通過Matlab2010b軟件進(jìn)行四元數(shù)方法和歐拉角法編程，解算出下背痛患者在進(jìn)行上述前傾運(yùn)動中人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號。具體包括：

所述人體軀干彎曲姿態(tài)角度，是人體運(yùn)動過程中身體在不同運(yùn)動姿態(tài)下所體現(xiàn)出的角度。

本實(shí)施例中，人體軀干彎曲姿態(tài)角度的獲得，是采用歐拉角法和四元數(shù)方法將人體運(yùn)動慣性傳感器中的數(shù)據(jù)解算出來。旋轉(zhuǎn)是解算人體軀干彎曲姿態(tài)角度的核心，一般通過矩陣、歐拉角表示或者軸角、四元數(shù)表示4種方法。矩陣法主要針對變換向量，最直觀的采用歐拉角表示，軸角表示應(yīng)用于幾何推導(dǎo)，組合旋轉(zhuǎn)通常采用四元數(shù)表示。

單位四元數(shù)矢量可以表示為一個單位矢量n通過旋轉(zhuǎn)角度α得到，采用如下公式：

四元數(shù)可以簡寫為q₀,q₁,q₂,q₃，模為：

q_GS＝(q₀,q₁,q₂,q₃)

||q||＝1 (2)

其中，q₀表示一個旋轉(zhuǎn)角度，q₁,q₂,q₃表示是一個空間向量，四元數(shù)的物理意義就是，物體從姿態(tài)原點(diǎn)，繞向量(q₁,q₂,q₃)旋轉(zhuǎn)一個角度f(q₀)。四元數(shù)可以有效的表示三維(3D)方向，并且是唯一可以表示：q＝-q。q_GS的逆q_SG可以用q_GS的共軛表示：

利用q_GS旋轉(zhuǎn)矩陣將傳感器固定坐標(biāo)系(S)轉(zhuǎn)化為地球固定坐標(biāo)系(G):

其中，q_SG是地球規(guī)定坐標(biāo)方向旋轉(zhuǎn)到傳感器規(guī)定坐標(biāo)方向的旋轉(zhuǎn)矩陣。因此，Xsens慣性人體捕捉系統(tǒng)的四元數(shù)輸出方式為q₀,q₁,q₂,q₃。

通過四元數(shù)解算出人體軀干彎曲姿態(tài)角度：

pitch＝-sin(R₃₁)＝-sin^-1(2q₁q₃-2q₀q₂)

所述濾波模塊103用于對上述得到的人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號進(jìn)行切比雪夫I型低通濾波處理。具體而言：

本實(shí)施例采集到的數(shù)據(jù).mtb數(shù)據(jù)在MT Manager軟件中轉(zhuǎn)化為.txt文件。在實(shí)際采集的信號中，常常會含有各種各樣的噪聲，因此需要對信號進(jìn)行濾波處理。本實(shí)施例采用切比雪夫I型低通濾波器進(jìn)行濾波處理。一般正常人前傾一次需要大約1秒，而下背痛患者由于脊柱功能異常，前傾速度會較慢，因此可以粗略的設(shè)定下背痛患者運(yùn)動頻率不超過0.5Hz，因此低通濾波器可以濾掉高頻噪聲。參數(shù)設(shè)定為：通帶邊頻率為f_s1，通帶邊衰減rp，阻帶邊頻率f_sl，阻帶邊衰減rs，采樣頻率F_s，輸入信號X(k)，本實(shí)施例matlab編程如下：

function after1＝lowband(X(k),f_s1,f_sl,rp,rs,F_s)

f1＝f_s1；f₂＝f_sl；

ω_p＝2*f₁/F_s；ω_s＝2*f₂/F_s；

[n ω_n]＝cheblord(ω_p,ω_s,rp,rs)；

[b,a]＝cheby1(n,rp,ω_n,'z')；

[H ω]＝freqz(b,a)；plot(ω,abs(H))；

after1＝filter(b,a,X(k))；

阻帶邊截止頻率設(shè)定為0.9Hz，衰減值30dB，通帶邊截止頻率0.1Hz，衰減值為0.1dB，采樣率100Hz。

所述提取模塊104用于提取所述低通濾波處理后人體軀干彎曲姿態(tài)角度信號的五個角度峰值，并對所述五個角度峰值求取平均角度峰值，以求取的平均角度峰值作為特征參數(shù)。

所述統(tǒng)計(jì)模塊105用于采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析所述特征參數(shù)與自身疼痛程度的相關(guān)性系數(shù)。

對上述求取的特征參數(shù)利用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性水平以p<0.05，表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對肌肉放電有效參數(shù)值和疼痛程度進(jìn)行雙側(cè)Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，得到相關(guān)性系數(shù)。

所述判定模塊106用于根據(jù)得到的相關(guān)性系數(shù)，判斷上述平均角度峰值能否作為評估下背痛患者疼痛水平的客觀方法。

皮爾森相關(guān)系數(shù)r值得大小，反映著參數(shù)之間相關(guān)性的強(qiáng)弱：當(dāng)r<0.20，相關(guān)性差；當(dāng)0.21<r<0.40，相關(guān)性較差；當(dāng)0.41<r<0.60，相關(guān)性一般；當(dāng)0.61<r<0.80，相關(guān)性好；當(dāng)0.81<r<1.00，相關(guān)性很高。所有不同疼痛程度下的被試者年齡、身高、體重之間無顯著差異性。

本發(fā)明得到了前傾過程中，軀干彎曲角度峰值與VSA疼痛等級之間的高度相關(guān)性，為人體軀干彎曲姿態(tài)角系統(tǒng)和人體疼痛程度系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)評估方式提供了理論依據(jù)。本發(fā)明評估疼痛程度操作簡單，成本低廉，不受主觀因素影響，準(zhǔn)確性高。

雖然本發(fā)明參照當(dāng)前的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述較佳實(shí)施方式僅用來說明本發(fā)明，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何在本發(fā)明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。