用于估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的方法和裝置，并且更具體地，涉及一 種基于對(duì)用戶的坐到站轉(zhuǎn)移移動(dòng)的分析來(lái)估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 跌倒是老年人的最大健康風(fēng)險(xiǎn)因素之一。約三分之一的65歲以上的老年人每年 至少跌倒一次。
[0003] 通過(guò)早期跌倒風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別以及應(yīng)用有效且靶向的跌倒預(yù)防程序能夠避免這些中的 很多跌倒。
[0004] 基于力量和平衡訓(xùn)練（SBT)的跌倒預(yù)防試驗(yàn)已經(jīng)顯示能夠降低老年人的跌倒的 風(fēng)險(xiǎn)。平衡性能度量能夠被用作跌倒風(fēng)險(xiǎn)的早期指標(biāo)，并且也用來(lái)測(cè)量跌倒預(yù)防程序的進(jìn) 展。'坐到站'（STS)轉(zhuǎn)移已經(jīng)被認(rèn)為是能夠被用作平衡性能度量以及由此跌倒風(fēng)險(xiǎn)測(cè)量的 一個(gè)重要移動(dòng)。在日常生活中，人一天多次執(zhí)行STS轉(zhuǎn)移。
[0005] 傳統(tǒng)地，臨床測(cè)量系統(tǒng)（諸如包括測(cè)力板和光學(xué)標(biāo)記系統(tǒng)的那些）被用于在坐到 站轉(zhuǎn)移期間提供功率的精確量化。在這些測(cè)量系統(tǒng)中，測(cè)力板提供垂直地面的反作用力，并 且光學(xué)標(biāo)記系統(tǒng)提供三維位移度量。兩種測(cè)量結(jié)果的組合被用于量化在坐到站轉(zhuǎn)移期間的 功率。
[0006] 這些測(cè)量系統(tǒng)具有若干缺點(diǎn)。首先，他們是臨床裝備，其要求用戶參加臨床。為 測(cè)量做準(zhǔn)備以及執(zhí)行測(cè)量是勞動(dòng)密集的（尤其如果光學(xué)標(biāo)記需要被附接到身體的具體部 分）。另外，它們僅僅提供用戶平衡性能的快照，其中，歸因于臨床設(shè)置，用戶通常執(zhí)行超過(guò) 其平均能力。最后，測(cè)量系統(tǒng)涉及對(duì)于用戶而言是相當(dāng)繁瑣的過(guò)程。
[0007] 通常通過(guò)電話訪問(wèn)或通過(guò)來(lái)自用戶自己的自我報(bào)告實(shí)施在家庭環(huán)境中的跌倒風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估，但是這些評(píng)估不是特別可靠。
[0008] 然而，在體傳感器的新進(jìn)展已經(jīng)改進(jìn)了以家庭為基礎(chǔ)的跌倒風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用/工 具。使用包括加速度計(jì)的在體感測(cè)平臺(tái)能夠?qū)С鲎秸巨D(zhuǎn)移的功率。在WO 2010/035187 中描述了一個(gè)這樣的系統(tǒng)。
[0009] 實(shí)驗(yàn)已經(jīng)示出用加速度計(jì)測(cè)量的在STS期間訓(xùn)練的功率與在標(biāo)準(zhǔn)臨床評(píng)估中使 用測(cè)力板測(cè)量的功率相關(guān)聯(lián)。然而，該方法的缺點(diǎn)是其要求很好地描繪STS轉(zhuǎn)移的開始和 結(jié)束時(shí)間，這是因?yàn)檫@些時(shí)間影響計(jì)算的結(jié)果。具體而言，開始時(shí)間將影響被識(shí)別的最大功 率，這是因?yàn)槠渚哂袑?duì)必須被應(yīng)用到加速度計(jì)信號(hào)以便導(dǎo)出功率的整合的作用。
[0010] 在臨床或?qū)嶒?yàn)室環(huán)境中，該問(wèn)題更不關(guān)鍵，這是因?yàn)楫?dāng)他們執(zhí)行STS時(shí)通過(guò)用戶 的觀察能夠確定開始和結(jié)束時(shí)間。用來(lái)自這些觀察的協(xié)助能夠執(zhí)行信號(hào)的分析。另外，當(dāng) STS轉(zhuǎn)移將在日常生活情形中時(shí)，圍繞STS轉(zhuǎn)移的加速度信號(hào)具有更少的噪聲。這也幫助描 繪，以及減少在描繪中的誤差的影響。臨床環(huán)境之外（例如在日常生活中），缺少該觀察，并 且描繪是問(wèn)題。另外，加速度信號(hào)將具有更多噪聲。對(duì)于用戶而言可能手動(dòng)指示轉(zhuǎn)移的開 始和/或結(jié)束，例如，通過(guò)按壓在STS起始或結(jié)束的按鈕，但是這意味著系統(tǒng)是強(qiáng)加于人的。
[0011] 因此，有需要改進(jìn)用于通過(guò)分析坐到站轉(zhuǎn)移估計(jì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在坐到站轉(zhuǎn)移期間發(fā)生的峰值垂直加速度和在轉(zhuǎn)移期間由用戶生成的 峰值功率之間具有很高的線性相關(guān)性。在圖1中示出了該相關(guān)性，其繪制了在坐到站轉(zhuǎn)移 期間的峰值功率對(duì)許多不同用戶的坐到站移動(dòng)的各種變化的峰值垂直加速度。在該圖中， 已經(jīng)關(guān)于重力使加速度和功率兩者比例化和正規(guī)化。坐到站轉(zhuǎn)移的變化包括：正常速度轉(zhuǎn) 移（NormSTS)、其中用戶不使用其手臂的正常速度轉(zhuǎn)移（NormSTSwithoutArms)、更快的轉(zhuǎn) 移（FastSTS)和發(fā)生作為快速和正常速度來(lái)回時(shí)控（TUG)測(cè)試的轉(zhuǎn)移，其中，用戶必須站 立，行走并且返回到坐位（相應(yīng)地標(biāo)注為STSinFastTUG和STSinNormTUG)。
[0013] 在圖2中的圖形圖示了峰值垂直加速度揭示與峰值功率相同的對(duì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的敏 感性。具體而言，圖2(a)的左手邊示出了對(duì)于健康（即，低跌倒風(fēng)險(xiǎn)）用戶發(fā)現(xiàn)的（對(duì)于 重力比例化的）峰值垂直加速度值的方差的分析，以及右手邊示出了對(duì)于體弱（即，高跌倒 風(fēng)險(xiǎn)）用戶發(fā)現(xiàn)的（對(duì)于重力比例化的）峰值垂直加速度值的方差的分析。圖2(b)示出 了峰值功率的變化的對(duì)應(yīng)分析，以及由此能夠看到在坐到站轉(zhuǎn)移期間的峰值垂直加速度提 供與峰值功率類似的關(guān)于用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的信息。
[0014] 由此，本發(fā)明利用這樣的發(fā)現(xiàn)：在坐到站轉(zhuǎn)移期間的峰值垂直加速度提供用戶的 迭代風(fēng)險(xiǎn)的有用度量。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的 方法，所述方法包括分析用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果，以確定用戶是否已經(jīng)執(zhí)行坐到站轉(zhuǎn)移； 根據(jù)用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果來(lái)識(shí)別在坐到站轉(zhuǎn)移期間的用戶的峰值垂直加速度；以及， 根據(jù)所識(shí)別的峰值垂直加速度來(lái)估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0015] 在優(yōu)選實(shí)施例中，使用對(duì)根據(jù)用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果獲得的重力的估計(jì)來(lái)使所 識(shí)別的峰值垂直加速度比例化，并且比例化的峰值垂直加速度被用于估計(jì)用戶的跌倒風(fēng) 險(xiǎn)。在傳感器測(cè)量結(jié)果中的校準(zhǔn)誤差能夠?qū)⒄`差引入到峰值垂直加速度，以及由此將誤差 引入跌倒風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。因此，用這種方式來(lái)使峰值垂直加速度比例化意味著能夠從傳感器 測(cè)量結(jié)果中去除校準(zhǔn)誤差。
[0016] 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：根據(jù)用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果來(lái)估 計(jì)歸因于重力的加速度；以及從所識(shí)別的峰值垂直加速度減去所估計(jì)的歸因于重力的加速 度，以給出比例化的峰值垂直加速度。
[0017] 在備選實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：根據(jù)用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果來(lái)估 計(jì)歸因于重力的加速度；以及從用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果減去所估計(jì)的歸因于重力的加速 度，以給出用戶的加速度的比例化的測(cè)量結(jié)果；其中，識(shí)別在坐到站轉(zhuǎn)移期間用戶的峰值垂 直加速度的步驟包括根據(jù)加速度的比例化的測(cè)量結(jié)果來(lái)識(shí)別用戶的峰值垂直加速度。
[0018] 優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)發(fā)生在坐到站轉(zhuǎn)移的開始之前的時(shí)間段中的加速度的多個(gè)測(cè)量結(jié) 果進(jìn)行平均以給出對(duì)重力的估計(jì)，從而根據(jù)加速度的測(cè)量結(jié)果獲得對(duì)重力的估計(jì)。
[0019] 在一些實(shí)施例中，僅僅如果發(fā)生在坐到站轉(zhuǎn)移的開始之前的時(shí)間段中的多個(gè)加速 度的測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或范圍少于閾值，則根據(jù)在所述時(shí)間中的加速度的測(cè)量結(jié) 果獲得對(duì)重力的估計(jì)。
[0020] 在一些實(shí)施例中，使用對(duì)重力的估計(jì)來(lái)使比例化的峰值垂直加速度正規(guī)化，并且 正規(guī)化的比例化的峰值垂直加速度被用于估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0021] 在優(yōu)選實(shí)施方案中，使用被附接到用戶或由用戶穿戴的一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)來(lái)獲 得用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果。
[0022] 在備選實(shí)施方案中，使用測(cè)量在移動(dòng)期間由用戶生成的力的測(cè)力板來(lái)獲得用戶的 加速度的測(cè)量結(jié)果。
[0023] 在一些實(shí)施例中，所述方法包括執(zhí)行對(duì)于多個(gè)坐到站轉(zhuǎn)移的識(shí)別的步驟，并且其 中，估計(jì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的步驟包括根據(jù)對(duì)于多個(gè)坐到站轉(zhuǎn)移識(shí)別的峰值垂直加速度的平均值來(lái) 確定跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0024] 在一些實(shí)施例中，估計(jì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的步驟包括根據(jù)對(duì)于多個(gè)坐到站轉(zhuǎn)移識(shí)別的峰值 垂直加速度的平均值和在具體時(shí)間段中用戶執(zhí)行坐到站轉(zhuǎn)移的次數(shù)的指示，從而確定跌倒 風(fēng)險(xiǎn)。
[0025] 一些實(shí)施例還包括將估計(jì)的跌倒風(fēng)險(xiǎn)與一個(gè)或多個(gè)先前估計(jì)的跌倒風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行比 較以確定用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)的步驟。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)在 計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼令計(jì)算機(jī)或處理器通 過(guò)分析用戶的加速度的測(cè)量結(jié)果以確定用戶是否已經(jīng)執(zhí)行坐到站轉(zhuǎn)移；根據(jù)用戶的加速度 的測(cè)量結(jié)果來(lái)識(shí)別在坐到站轉(zhuǎn)移期間的用戶的峰值垂直加速度；以及，根據(jù)所識(shí)別的峰值 垂直加速度來(lái)估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)，從而確定用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0027] 在優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還被配置為令計(jì)算機(jī)或處理器使用對(duì)根據(jù)用戶 的加速度的測(cè)量結(jié)果獲得的重力的估計(jì)，使所識(shí)別的峰值垂直加速度比例化，以及使用比 例化的峰值垂直加速度來(lái)估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0028] 也預(yù)期計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的各個(gè)其他實(shí)施例，其中計(jì)算機(jī)程序代碼還被配置為令計(jì) 算機(jī)或處理器執(zhí)行任何上述方法。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于估計(jì)用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的裝置，所述裝置包 括處理單元，所述處理單元被配置為分析