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步态检测系统的重要意义

在-医学(包括骨类、神经科)中，该系统是重要的定量检查与分析的手段，从而改变了沿用己久的定性分析和直观描述。利用术前测得的各种人体运动曲线、数据及分析结果，我们可对关节问题的程度进行测定，并在此基础上-术方案进行优化拟定；术后数据及分析结果是评定疗养效果的准确的客观定量指标。目前，本技术在国外已广泛用于人工关节手术前后的功能或残废鉴定，在国内已有个别医院将步态分析作为躯干和下肢-的常规检查及随访手段。

步态检测设备的应用条件

医院、体育训练场等环境与实验室环境有很大不同，因此，一套步态分析系统要从研究领域进入应用领域(如医院-诊断)，必须具备一定的条件：

1.容易操作：非步态系统研究人员，如一般医生、护士稍加训练也会使用，理想情况是任何人都能操作。

2.输出结果直观，易于理解、保存。

3.执行时间较快，以缩短-检查时间(尽量不超过5分钟)。

4.能提供较多的参数。

5.成本较低，运行费用也要低。

6.安装、校准及运输都较方便。

7.适应面广，适合从儿童到成年人的步行、快跑及跳跃等的测量。

8.要求足够的测量量程及灵敏度，-的线性、较少滞后效应、较高的采样率、空间分辨率、压力分辨率及信噪比等，此外还要求重复性好,性能稳定。

9.对受试者行动障碍较少，接近自然运动状态。

步态检测设备——运动学分析

1、定义运动学(kinematics)是研究步行时肢体运动时间和空间变化规律的科学方法，主要包括：步行整体时间与空间测定和肢体节段性运动方向测定。

2、时间/空间参数测定

1足印法是步态分析早期和简易的方法之一。在足底涂上墨汁，在步行通道一般为4~6 m铺上白纸。受试者走过白纸，留下足迹，便可以测量距离。也可以在黑色通道上均匀撒上白-末，让-赤足通过通道，留下足迹。获得的参数包括：步长(step length)指一足着地至对侧足着地的平均距离。国内也有称之为步幅。步长时间(step time)指一足着地至对侧足着地的平均时间。步幅(stride length)指一足着地至同一足再次着地的距离，也有称为跨步长。步行周期(cycle time)指平均步幅时间(stride time)，相当于支撑相与摆动相之和。步频 (cadence)指平均步数步/min，步频=60(s) ÷步长平均时间(s)。由于步长时间两足不同，所以一般取其均值。有人按左右步长单独计算步频，以表示两侧步长的差异。步速(velocity)指步行的平均速度(m/s)，步速=步幅÷步行周期。步宽(walking base)：也称之为支撑基础(supporting base)，指两脚跟中心点或重力点之间的水平距离，也有采用两足内侧缘或外侧缘之间短的水平距离。左右足分别计算。足偏角(toe out angle)指足中心线与同侧步行直线之间的夹角。左右足分别计算。

步态检测设备——检测技术介绍

根据检测设备的原理，步态检测技术大致可以分为基于影像和基于传感器的两大类。基于影像的步态采集设备应用比较广泛的是立体视觉技术，该技术主要区别于单目视觉采集系统，利用-头组获得目标的不同角度上的影像信息，通过视觉图像处理得到-等信息。利用该技术的三维步态采集系统成本高昂，通常需要较大的空间，同时要求拍摄角度和靶标位置，环境中的任何遮挡和干扰光点都会影响采集结果，-实际操作过程较为复杂，要求-配合度高，同时涉及多个产生误差的环节。其他基于影像的步态采集技术还包括飞行时间的红外相机和红外热成像法等。