人体静态平衡能力的评测方法研究

第1章绪论 (1)

1.1课题研究背景 (1)

1.2研究的目的和意义 (1)

1.3国内外人体平衡研究现状 (2)

1.4论文的主要内容 (4)

第2章人体平衡能力评测系统构成 (5)

2.1硬件构成 (5)

2.1.1力检测平台及坐标变换 (5)

2.1.2A/D采集模块 (7)

2.1.3PC/104模块 (9)

2.2软件组成 (10)

2.2.1QNX操作系统 (10)

2.2.2数据分析软件 (11)

2.3小结 (12)

第3章实验设计方案 (13)

3.1实验对象 (13)

3.2实验方法 (13)

3.3小结 (14)

第4章人体平衡评测的功率谱密度方法 (15)

4.1基于功率谱密度的人体静态平衡评测 (15)

4.2功率谱密度实验设计 (16)

4.3功率谱密度实验结果与结论 (19)

4.4基于功率谱的平衡能力分类 (22)

4.5小结 (24)

第5章人体平衡评测的混沌方法 (25)

5.1基于混沌分析人体静态平衡 (25)

5.1.1关联维和最小嵌入维 (25)

5.1.2延迟时间 (26)

5.1.3最大李雅普诺夫指数 (26)

5.2混沌实验过程 (27)

5.3混沌实验结果与结论 (29)

5.3.1评价指标的计算 (29)

5.3.2结果与结论 (30)

5.4基于混沌的平衡能力分类 (34)

5.5小结 (35)

第6章总结和展望 (36)

6.1总结 (36)

6.2展望 (37)

参考文献 (38)

附录 (42)

致谢 (49)

攻读硕士学位期间发表论文情况 (50)

第1章绪论

1.1课题研究背景

随着社会的不断发展，我国从20世纪末就进入了老龄化社会，21世纪是人口老龄化的时代。伴随着年龄的增长，人们的组织、器官逐渐衰老，甚至受到了一定程度的损伤。而老年人能够独立自主生活的条件之一就是拥有基本的站立平衡能力。在人体的众多生理指标中，人体平衡能力是一项重要的人体生理指标[1-3]。老年人的平衡能力也是人们关注的焦点，并且那些脑卒中、帕金森病等平衡功能存在障碍的患者也需要进行平衡能力的评测。

人体平衡过程中，前庭组织、视觉组织、本体感觉组织和神经系统对身体平衡调控占主导作用。人体站立在力检测平台上时，力检测平台采集人体压力中心(Center of Pressure,COP)信号，COP随着身体重心的移动而相应运动，通过研究人体COP信号能够间接的掌握平衡特性[4-6]。因此，定量评估人体平衡能力具有重要意义。评测人体静态平衡能力的主要手段是研究COP数据来评测人体的平衡能力[7,8]。

人体COP信号反映着人体重心的移动变化，通过研究COP信号来研究人体平衡稳定能力。目前研究COP信号的主要测试指标是：重心动摇轨迹包络面积，重心动摇轨迹长度，重心动摇轨迹偏移量(包括动摇轨迹距X轴偏移量和动摇轨迹距Y轴偏移量)，Romberg商等。

1.2研究的目的和意义

老年人随着年龄的增长肌肉骨骼机能逐渐衰退，维持平衡能力逐渐降低，逐步丧失日常的自理生活能力，而站立行走的平衡能力是人们独立生活的先决条件，因此平衡能力评测的准确性和客观性尤为重要。良好的平衡能力对老年人独立生活至关重要，它与老年人的日常生活活动、社交娱乐等密切相关。因此建立一套精确、客观的平衡能力检测系统将具有重要的现实意义。本课题设计的人体静态平衡能力评测系统，使用的是功率谱密度百分比构成和混沌理论相结合的方式来评测人体静态平衡能力，本研究的目的在于精确评测老年人的身体平衡能力。