技术领域
[0001] 本发明涉及智能监测技术领域，特别是涉及一种运动症状的监测装置。
相关背景技术
[0002] 帕金森氏症(Parkinson’s Disease，简称PD)是一种慢性中枢神经系统退化疾病，它主要影响运动神经系统，其运动症状通常随时间缓慢出现。参考图1所示，帕金森氏症早期最明显的症状为震颤，肢体僵硬，运动功能减退和步态异常。对帕金森氏症患者或者疑似帕金森氏症患者等用户的运动症状进行监测，对帕金森氏症的治疗或者控制具有重要作用。传统方案可以通过智能手环等智能穿戴设备对用户的走路步数等运行信息进行获取，以获得上述用户的运动症状，然而，上述智能穿戴设备仅能佩戴在用户的特定部位，所获取的运行信息存在局限性，容易影响运动症状的监测效果。
具体实施方式
[0040] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0041] 需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0042] 本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
[0043] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0044] 在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0045] 参考图2所示，图2为一个实施例的运动症状的监测装置结构示意图，包括：测量模块100和监测终端200；
[0046] 所述测量模块100设置在被测用户的被测部位；所述监测终端200由监测用户持有；所述监测终端200与所述测量模块100进行无线通信连接；
[0047] 所述测量模块100测量所述被测用户发生动作时的运动信号，将所述运动信号发送至所述监测终端200；
[0048] 所述监测终端200识别所述运动信号的各个信号峰值，以及各个信号峰值与该信号峰值的后一个信号峰值之间的峰值距离，根据所述信号峰值和所述峰值距离监测所述被测用户的运动症状。
[0049] 上述测量模块100可以包括能够实时测量被测用户运动信号的传感器和无线通信模块，以将上述传感器测量的运动信号发送至上述监测终端200。上述监测终端200可以包括智能手机、平板电脑和/或计算机等智能终端设备；监测终端200可以通过显示等方式对运动信号的信号峰值、峰值距离以及依据信号峰值、峰值距离获得的运动症状监测结果进行输出，以便监测用户及时获知上述运动症状监测结果等内容。上述测量模块100可以包括多类传感器等测量设备，通过各类分别测量被测用户的一类运动信息；上述各类测量设备可以分别设置在被测用户对应的被测部位，以保证所获得的运动信号的有效性。比如：上述测量模块100可以包括测量肢体加速度信号的第一测量设备和/或测量足底压力信号的第二测量设备，上述第一测量设备可以设置在被测用户肢体上，以获取被测用户肢体处的加速度信号，上述第二测量设备可以设置在被测用户的足底，以获取被测用户足底处的压力信号。
[0050] 上述被测用户可以包括PD患者(帕金森氏症患者)或者疑似PD患者等需要进行运动症状监测的用户。被测部位可以为上述被测用户的四肢处和/或足底处等容易捕捉到被测用户运动信号的部位。上述被测用户身上可以设置多个被测部位，各个被测部位通过相应的测量模块进行该被测部位所产生的运动信号的测量。上述监测用户可以为被测用户的家属、被测用户的医生或者被测用户本人等用户。监测用户可以手持上述监测终端200，实时获取监测终端200对被测用户运动症状的监测信息。上述运动症状可以包括被测用户发出的动作类型、运动状态等信息。
[0051] 本实施例提供的运动症状的监测装置，可以将测量模块100设置在容易捕捉到被测用户运动信号的被测部位，以有针对性地获得进行运动症状监测所需的运动信号，使监测终端200可以识别上述运动信号各个信号峰值，以及各个信号峰值与该信号峰值的后一个信号峰值之间的峰值距离，根据上述信号峰值和峰值距离监测所述被测用户的运动症状，这样上述运动症状的检测过程以运动信号的各个信号峰值以及相应的峰值距离为依据，可以减弱运动信号幅值噪声对运动症状监测过程造成的影响，提高了针对被测用户的运动症状进行相应监测的效果。
[0052] 在一个实施例中，所述监测终端根据所述信号峰值和所述峰值距离识别所述被测用户的震颤动作和/或走路动作。
[0053] 监测终端根据所述信号峰值和所述峰值距离识别所述被测用户的震颤动作和/或走路动作，可以将上述震颤动作和/或走路动作等识别结果，以及上述识别结果对应的时间参数进行保存(如保存至监测终端的数据库或者缓冲区)，以便后续需要对上述识别结果进一步分析时进行相应提取。
[0054] 震颤动作和走路动作是PD患者发生频率较高的动作，如震颤是PD患者最明显且最为人所知的症状；PD患者的震颤包括静止性震颤，也就是四肢在静止状态时抖动最明显，但睡觉或有意识地移动四肢时症状却会消失，震颤对四肢的远端影响较大；刚发病时通常只有一只手或一只脚有症状，但随后会扩及双手和双脚。PD患者的震颤频率介于4到6Hz。对上述震颤动作和走路动作进行相应识别，可以使运动症状的监测过程更具针对性。
[0055] 本实施例可以依据运动信号的各个信号峰值，以及上述信号峰值与其后一个信号峰值之间的峰值距离确定运动信号的频率、信号峰值的均值和峰值距离的方差，还可以确定运动信号在一个周期内的最大幅值等信号特征，依据上述信号特征对被测用户的震颤动作和/或走路动作等动作进行识别。
[0056] 作为一个实施例，所述监测终端提取所述被测用户在设定时段内发生所述震颤动作的震颤次数，以及发生所述走路动作的走路步数，根据所述震颤次数和所述走路步数监测所述被测用户在所述设定时段内所处的运动状态。
[0057] 上述设定时段可以依据具体的监测需求确定，比如可以设置为当前时刻的前5秒，即设定时段的起始时刻为当前时刻之前的第5秒，设定时段的终止时刻为当前时刻。
[0058] 作为一个实施例，所述监测终端在检测到所述走路步数大于或者等于第一步数阈值，且所述震颤次数大于或者等于第一震颤阈值时，判定所述被测用户在所述设定时段内的运动状态为走路和震颤；在检测到所述走路步数大于或者等于所述第一步数阈值，且所述震颤次数小于所述第一震颤阈值时，判定所述被测用户在所述设定时段内的运动状态为走路；在检测到所述走路步数小于所述第一步数阈值，且所述震颤次数大于或者等于所述第一震颤阈值时，判定所述被测用户在所述设定时段内的运动状态为震颤；在检测到所述走路步数大于第二步数阈值且小于所述第一步数阈值，并且所述震颤次数大于第二震颤阈值且小于所述第三震颤阈值时，判定所述被测用户在所述设定时段内的运动状态为动作迟缓；在检测到所述走路步数小于或者等于第二步数阈值，且所述震颤次数小于或者等于所述第二震颤阈值时，判定所述被测用户在所述设定时段内的运动状态为静息状态。
[0059] 上述第一步数阈值、第二步数阈值、第一震颤阈值、第二震颤阈值和第三震颤阈值分别可以依据设定时段的时长特征确定。
[0060] 作为一个实施例，若上述设定时段为当前时刻的前5秒，则上述第一步数阈值可以设置为4，第二步数阈值可以设置为1，第一震颤阈值可以设置为20，第二震颤阈值可以设置为1，第三震颤阈值可以设置为9，此时，被测用户运动状态的判定过程可以参考图3所示，包括如下过程：
[0061] 如果，走路步数≥4，并且，震颤次数<20，则只是走路；
[0062] 如果，走路步数<4，并且，震颤次数≥20，则只有震颤；
[0063] 如果，走路步数≥4，并且，震颤次数≥20，则走路和震颤；
[0064] 如果，1<走路步数<4，并且，1<震颤次数<9，则为动作迟缓；
[0065] 如果，走路步数≤1，并且，震颤次数≤1，则为静息状态。
[0066] 需要说明的是，第一，这里的“震颤次数”虽然名字带有“震颤”，其实际意思是指信号落入特定的频带的峰值的个数，并不一定意味着有“震颤”发生；第二，随着收集的数据的增加，经验的积累，实际算法在产品的实现中，这些检测阈值可能会有调整，检测逻辑结构也可能会有微调，以便改善检测性能。
[0067] 在一个实施例中，所述测量模块包括第一测量模块；
[0068] 所述第一测量模块设置在被测用户的手腕处，所述第一测量模块连接所述监测终端；
[0069] 所述第一测量模块测量所述被测用户手腕处的加速度信号，将所述加速度信号发送至所述监测终端。
[0070] 本实施例中，上述运动信号为被测用户手腕处的加速度信号。在被测用户发生走路或者震颤等动作时，手腕处的动作相对明显，将上述第一测量模块设置在被测用户的手腕处，可以使所测得的加速度信号能够有效表征被测用户的运动特征。
[0071] 作为一个实施例，参考图4所示，所述第一测量模块包括第一微控制器111、第一无线通信模块112和加速度传感器113；
[0072] 所述加速度传感器113通过所述第一微控制器111连接所述第一无线通信模块112；
[0073] 所述加速度传感器113获取所述被测用户发生动作时所述手腕处的加速度信号，将所述加速度信号传输至所述第一微控制器111；
[0074] 所述第一微控制器111通过所述第一无线通信模块112将所述加速度信号发送至所述监测终端。
[0075] 上述第一无线通信模块112可以包括蓝牙通信模块等能够进行无线信号传输的通信模块。上述加速度传感器113可以为多个，各个加速度传感器分别连接第一微控制器111，将其测量获得的加速度信号传输至第一微控制器111。具体地，可以在被测用户的各个手腕处分别设置加速度传感器，以保证所测得的加速度信号的完整性。
[0076] 作为一个实施例，上述加速度传感器可以为3-D加速度传感器，3-D加速度传感器在尺寸，功耗，成本等诸多方面均存在优势。可以将3-D加速度传感器置于腕式手表样的装置上用于记录PD患者的上肢和躯干的运动状况。3-D加速度传感器的信号可以分成直流(DC)和交流(AC)两部分，其中DC部分可以代表躯干的运动，比如行走、跑步等；而AC部分则代表重复的运动，比如PD患者上肢的颤抖等。PD患者可将设置3-D加速度传感器的腕式手表样装置佩戴于左腕或右腕或双腕。将3-D加速度传感器置于手腕所记录的加速度信号可以参考图5所示，其中走路状态时所记录的手部运动为低频信号；而发生手颤时，所记录的信号相对为高频信号。PD患者的运动信息不仅表现在加速度传感器信号的频率上，也表现在其幅值上。PD患者正常走路时手部的摆动以及患者有意大幅度甩手以抑制手颤时的加速度信号可以参考图6所示。
[0077] 作为一个实施例，如图7所示，所述第一测量模块还包括第一模数转换器114；所述第一模数转换器114连接在所述加速度传感器113和所述第一微控制器111之间。
[0078] 本实施例将加速度传感器113获得的加速度信号传输至第一模数转换器114转换为相应的数字信号后再进行后续传输，可以保证加速度信号在后续传输过程中的稳定性。
[0079] 在一个实施例中，所述测量模块包括第二测量模块；
[0080] 所述第二测量模块设置在所述被测用户的足底；所述第二测量模块连接所述监测终端；
[0081] 所述第二测量模块测量所述被测用户足底处的足底压力信号，将所述足底压力信号发送至所述监测终端。
[0082] 本实施例中，上述运动信号为被测用户足底处的压力信号。在被测用户发生走路或者震颤等动作时，足底处的动作较为典型，将上述第二测量模块设置在被测用户的足底处，可以使所测得的压力信号能够有效表征被测用户的运动特征。
[0083] 作为一个实施例，参考图8所示，所述第二测量模块包括第二微控制器121、第二无线通信模块122和多个压力传感器123；
[0084] 各个压力传感器123分别通过所述第二微控制器121连接所述第二无线通信模块122；
[0085] 所述压力传感器123测量所述被测用户发生动作时的足底压力信号，将所述足底压力信号传输至所述第二微控制器121；
[0086] 所述第二微控制器121通过所述第二无线通信模块122将所述足底压力信号发送至所述监测终端。
[0087] 上述第二无线通信模块122可以包括蓝牙通信模块等能够进行无线信号传输的通信模块。上述压力传感器123可以分别设置在被测用户的双脚足底，以保证所测得的压力信号的完整性。
[0088] 作为一个实施例，上述压力传感器可以为6个，在被测用户每个足底设置3个。压力传感器在足底的设置示意图可以参考图9所示，其中一个压力传感器设在脚跟部，一个压力传感器设在脚掌部，另一个压力传感器设在脚趾部，这样设置在完整地采集足底重要部位的压力信号的基础上，还可以简化上述第二测量模块的结构。在获得上述压力传感器获得的足底压力信号后，可以依据上述足底压力信号的变化特征进行被测用户动作症状的检测，比如，被测用户具有异常步态时，脚跟施力较大，需要经过较长时间(如17秒)减速才能由站立状态实现坐下状态。将足底压力传感器应用于PD患者等被测用户的运动症状监测，不仅可以监测其步态和姿态，还可以监测其身体的活动状态。
[0089] 作为一个实施例，如图10所示，所述第二测量模块还包括第二模数转换器124；所述第二模数转换器124的输入端分别连接各个压力传感器123；所述第二模数转换器124的输出端连接第二微控制器121。
[0090] 本实施例将压力传感器123获得的压力信号传输至第二模数转换器1244转换为相应的数字信号后再进行后续传输，可以保证压力信号在后续传输过程中的稳定性。
[0091] 在一个实施例中，上述被测用户为PD患者，上述测量模块可以包括第一测量模块和第二测量模块；可以依据上述PD患者的具体情况选择第一测量模块测量PD患者手腕处的加速度信号，和/或第二测量模块进行测量测量PD患者足底处的压力信号。比如，如果PD患者主要是上肢震颤，那么可以只用第一测量模块；如果PD患者主要是下肢震颤，则可以只用第二测量模块；否则可以同时使用第一测量模块和第二测量模块。
[0092] 作为一个实施例，上述监测终端为移动设备(Mobil Device)；上述第一测量模块包括多个3-D加速度传感器；上述3-D加速度传感器分别设置在PD患者的两个手腕处，以获取PD患者的左臂3-D加速度信号和右臂3-D加速度信号；第二测量模块的压力传感器可以分别设置在PD患者的两个足底，以获取PD患者的左足足底压力信号和右足足底压力信号；此时移动设备的功能示意图可以参考图11所示，移动设备数据处理的结果是得出PD患者的运动状态的分类，比如肢体震颤，行走或跑步，肢体震颤加行走或跑步，动作迟缓，静息等等。上述运动状态可以显示在移动设备上，PD患者和医生通过查看患者的运动状态的结果就可以对PD患者的行为方式和/或治疗方案作出调整，从而实现对PD患者的有效管理。PD患者运动症状的监测过程可以参考图12所示；图12所示运动症状的监测过程以左臂3-D加速度信号、右臂3-D加速度信号、左足足底压力信号和右足足底压力信号这些更为全面的运动信号为依据，可以实现对PD患者运动症状地准确监测。
[0093] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0094] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
