专利名称：一种基于图像的身体稳定性评价方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于图像的身体稳定性评价方法及装置。
背景技术：
身体稳定性:正常人体具有维持躯体或肢体平稳的能力。躯体或肢体平稳性受神经系统的控制和调节。而在 多种病理状态下，机体控制躯体或肢体平稳的能力下降，表现为躯体晃动、肢体震颤，严重者手不能持物，甚至不能站立。既往评价躯体晃动和肢体震颤依靠肉眼的观察。这一方法的主观性太强，因而明显影响到评价的精确性和客观性。至今缺乏一种简便和可靠的检查方法。导致身体稳定性降低的疾病:
1.帕金森症:帕金森症的早期表现为肢体和躯体的震颤。是中老年人最常见的中枢神经系统变性疾病。早期典型表现之一为出静止性震颤，如帕金森患者表现出频率5Hz(3 8Hz ),的静止性震颇，并多出现在手，下肢，口及头部；
2.小脑疾病:主要表现为平衡失调，导致肢体和躯体稳定性降低；
3.甲状腺机能亢进:可以表现为肢体和躯体的细微震颤；
4.瘫痪肢体:肢体和躯体的细微震颤的功能缺陷；
虽然上述疾病有各自的诊断方法，如影像学检测方法:脑CT、MRI，可以发现一些解剖学的变化，从而得出诊断。也可以检测一些化学物质来评价，如帕金森症可通过脑脊液中DA的最终代谢产物高香草酸(HVA)检测。但是，一些患者不存在脑的影像学改变。尤其是在早期病变阶段。因此，身体稳定性评价系统的应用可以早期发现疾病的线索，也利于对早期身体稳定性失常患者的辅助诊断。身体稳定性评价系统的应用范围:1.神经系统疾病的早期辅助诊断方法；2.肢体稳定性评价:一些工种和职业需要高度的肢体的稳定性，如精细手术者，射击等。该系统可以用以评价有关从业人员的肢体稳定性；也可以用以评价训练效果。

发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于图像的身体稳定性评价方法及装置，它具有实现身体稳定性评价的非接触式测量及辅助诊断，尤其适用于对早期身体稳定性失常患者的辅助诊断的优点。本发明是这样来实现的，一种基于图像的身体稳定性评价方法及装置，通过固定一个标记在患者被测量部位，被测量部位的运动将带动标记发生运动，固定图像采集单元，并由与图像采集单元相连的计算机采集并保存标记的动态图像。由图像处理单元实现图像序列的数据处理，得出标记在各图中的坐标位置，以连续的坐标点位置作为关键节点，将其插值成一条曲线，并以此还原被测部位的运动轨迹。该方法的主要步骤包括:
设定标记:对患者待测量部位进行标记设定，并保证标记的运动和被测量部位的运动一致，同时标记的形状、颜色、位置应便于进行图像的采集和数据的处理。如标记可以为一个与测量部位颜色差异明显的圆点也可为其他类似图案或结构，使得成像后标记图案明显；
图像采集:对患者特定部位运动状态连续图像的采集，图像的采集由数据采集单元完成，采集单元按照统一的时间间隔对标记进行图像采集，并按照顺序保存图像；数据采集单元与被测量部位之间的距离、角度满足如下关系:1)标记在相机中的成像清晰；2)标记始终在视场以内；
图像处理:首先对图像进行二值化，得到标记所对应的图像并去除标记之外的数据部分，通过中心计算法
权利要求
1.一种基于图像的身体稳定性评价方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: 1)设定标记:对患者待测量部位进行标记设定； 2)图像采集:对患者特定部位运动状态连续图像的采集； 3)图像处理:对各图像中反映运动状态的特征点的位置提取； 4)数据分析:对特征点进行处理和分析，得出用于表征身体稳定性的评价结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像的身体稳定性评价方法，其特征在于所述的标记固定于待测部位，为斑点或一种结构，用于使得标记最终成像后形成对比度明显的图片。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像的身体稳定性评价方法，其特征在于所述的图像采集，在采集过程中，采集单元按照统一的时间间隔和工作距离对患者标记部位进行图像的自动连续采集。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像的身体稳定性评价方法，其特征在于所述的图像处理，包括图像的二值化处理、特征点在图片中坐标位置以及图片的顺序序列的提取；其中图像进行二值化后得到标记所对应的图像并去除标记之外的数据部分，通过如下中心计算法公式(I)和公式(2 )实现的，
5.根据权利要求1所述的一种基于图像的身体稳定性评价方法，其特征在于所述的数据分析，对各图中标记点的位置坐标进行曲线插值，并对插值后的曲线，提取轨迹曲线的幅、频及分布参数，通过对参数进行分类和比较，得出用于表征身体稳定性的评价结果。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像的身体稳定性评价装置，其特征在于包括:图像采集单元，用于连续记录患者标记部位运动状态的图像序列；图像获取和控制单元，与图像采集单元相连接，用于动态采集的图像数据并实现图像数据的保存；图像处理单元，用于实现连续图像数据中反映运动状态的特征点的位置提取；数据分析单元，用于通过分析诸多特征点数据，分析患者特定部位的运动状态，从而得出用于表征身体稳定性的评价结果。
7.根据权利要求6所述的一种基于图像的身体稳定性评价装置，其特征在于所述图像采集单元包含摄像机和镜头两部分，其中，摄像机可由CMOS或者CCD成像传感器组成，镜头实现被拍摄物体在成像传感器表面有效成像。
8.根据权利要求6所述的一种基于图像的身体稳定性评价装置，其特征在于所述图像获取和控制单元，是通用的计算机系统或者嵌入式微计算机系统，并配备了摄像机所需的驱动程序和采集控制软件，实现图像数据的动态采集和保存。
9.根据权利要求6所述的一种基于图像的身体稳定性评价装置，其特征在于所述图像处理单元，实现图像数据 中反映特定部位运动状态的特征点位置信息的计算提取。
全文摘要
本发明是一种基于图像的身体稳定性评价方法及装置，它包括以下步骤1)设定标记对患者待测量部位进行标记设定；2)图像采集对患者特定部位运动状态连续图像的采集；3)图像处理对各图像中反映运动状态的特征点的位置提取；4)数据分析对特征点进行处理和分析；图像采集单元，用于连续记录患者标记部位运动状态的图像序列；图像获取和控制单元，用于动态采集的图像数据并实现图像数据的保存；图像处理单元，用于实现连续图像数据中反映运动状态的特征点的位置提取；数据分析单元，用于分析患者特定部位的运动状态，本发明具有无创测量，使用方便，成本低、结构简单等优点，可用于神经系统疾病的早期辅助诊断。
文档编号A61B5/11GK103099622SQ20131001399
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者夏灵林, 苏海, 黄强辉 申请人:南昌大学