BTS-G-WALK三维步态分析评估系统
三维步态分析系统的三维步态分析系统的
三维步态分析系统的在运动科学、康复医学以及人体工程学等领域，三维步态分析系统扮演着至关重要的角色。
该系统通过高精度的运动捕捉技术与强大的数据分析软件相结合，为我们提供了深入了解人类行走机制的新视角。
三维步态分析系统的工作原理，简而言之，是通过捕捉人体在行走过程中的动作，将收集到的数据转化为可视化的三维模型。
这一过程不仅展现了步态的动态变化，还能精确量化各个关节的运动角度、力度及速度等关键参数。
1. 运动捕捉设备：通常采用红外线或光学标记技术，跟踪贴在测试者身体关键部位的小标记点。
这些设备可以以每秒上百次的频率捕捉标记点的位置变化，确保了数据的精确性。
2. 力板与测力台：这些设备位于行走路径上，用于测量行走过程中脚部与地面的相互作用力，包括垂直力、前后力和左右力。
3. 数据采集与处理软件：这是系统的“大脑”，负责实时收集运动捕捉设备和力板的数据，通过算法处理，将这些数据转化为具有实际意义的信息。
三维步态分析系统的应用广泛而深远。
在医疗康复领域，它帮助医生准确诊断患者的步态异常，并制定个性化的康复方案。
在运动训练中，教练可以利用该系统优化运动员的技术动作，提高运动表现。
而在产品研发方面，三维步态分析则为鞋类、假肢等产品的设计提供了科学依据。
三维步态分析系统不仅为我们揭示了行走背后的复杂生理机制，更为相关领域的研究与实际应用提供了强有力的工具。
个性化医疗的推进器在个性化医疗日益受到重视的今天，三维步态分析系统为每位患者提供了量身定制的治疗方案。
通过分析个体的步态特征，医生能够更准确地识别出潜在的健康问题，如关节磨损、肌肉不平衡等。
这种精确的评估不仅加快了治疗进程，也提高了治疗效果，让患者更快地回归正常生活。
儿童发展的观察窗对于儿童而言，步态分析是一种监测其运动发育的有效手段。
通过定期进行三维步态分析，家长和医生可以观察到孩子的成长轨迹，及时发现并矫正发育过程中的异常，为孩子的健康成长提供保障。
老年人跌倒预防的利器老年人跌倒是常见的家庭安全隐患。
三维步态分析
三维步态分析引言三维步态分析是一种重要的研究领域，用于评估人类步行和跑步的运动特征。
它可以提供关于运动技术和生物力学参数的详细信息，有助于了解和改善人类运动表现、预防运动损伤以及设计合适的康复措施。
本文将介绍三维步态分析的原理、方法和应用。
原理三维步态分析基于运动捕捉技术，结合力学模型和数学算法，可以精确地测量和分析运动。
常用的运动捕捉系统包括摄像机、传感器和惯性测量单元（IMU），它们可以记录身体的运动轨迹和力量。
然后，通过计算机算法对数据进行处理和分析，得出步态参数和相关指标。
三维步态分析主要包括以下几个方面的内容： 1. 空间参数：包括步幅、步长、步宽等，用于描述运动轨迹。
2. 时间参数：包括步频、步态周期等，用于描述运动的节奏和速度。
3. 关节参数：通过测量关节角度和力量，评估运动的协调性和稳定性。
4. 力学参数：包括力量、能量、冲量等，用于研究运动的机械特征。
方法三维步态分析通常需要使用专业的设备和软件来实施。
以下是常见的步骤和方法：1.数据采集：首先需要选择合适的运动捕捉系统进行数据采集。
根据研究目的和实际情况，可以选择不同的设备和传感器。
然后，在实验室或合适的环境中，对被测试者进行步行或跑步等运动，同时记录相关数据。
2.数据处理：采集到的数据包括时间序列的位置、力量等信息，需要经过数据处理和滤波，去除噪声和异常值。
然后，根据需要，对数据进行插值、平滑和分段等处理。
3.参数计算：根据采集到的数据，利用计算机算法进行参数计算。
常见的计算方法包括关节角度计算、力量计算、轨迹重建等。
这些计算可以使用专业的运动分析软件或自行编写的程序进行实现。
4.数据分析：根据计算得到的步态参数，进行数据分析和统计。
可以使用图表、统计学方法等手段，对不同个体、不同条件下的步态数据进行比较和分析。
应用三维步态分析在许多领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1.运动训练与评估：三维步态分析可以帮助运动员和教练员评估和改善运动技术。
MOTOmed智能运动训练联合减重步态训练在脑卒中偏瘫康复治疗中的应用价值
《当代医药论丛》Contemporary Medical Symposium2021年第19卷第11期•临床医学・95时应避免用力牵拉、撕脱患者的耳部组织，以免其耳部组织受损，进而可降低其术后并发症的发生率。
2)患者的外耳道孔径存在一定的差异，应根据其实际情况，为其选择不同的手术入路方式和适合的术式，以保证疗效。
3)患者外耳道的皮温较高，在皮肤散热期间，易使耳内镜表面生成雾气，进而影响手术操作。
在使用耳内镜前，需用蘸有碘伏的棉球对耳内镜表面进行擦拭。
4)术中，在耳内镜被血液、脓液等污染后，需退出耳内镜，将其擦拭干净。
多次退镜可增加术中的出血量，术前，应将耳道内的脓液清理干净。
本次研究的结果证实，对慢性化脓性胆脂瘤型中耳炎患者进行耳内镜手术的临床效果较好，可有效地改善其听力，降低其术后并发症的发生率。
参考文献［1］陈敏芬，潘兆虎，徐锦.开放式鼓室成形术治疗慢性化脓性中耳炎对患者术后听力的影响［J］.中华全科医学,2020,18(5):73—75,120.［2］许雨洲.保留部分骨桥鼓室显微成形术对胆脂瘤型中耳炎患者的效果及安全性观察［J］.中国急救医学,2018,38(1):64.［3］刘平，陆银萍，王炜，等.耳内镜下经耳道鼓室成形手术的可行性分析［J］.中国内镜杂志,2019,25(7):69—72.［4］中耳炎临床分类和手术分型指南(2012)2】.中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2013,48(1):5.［5］许雨洲.保留部分骨桥鼓室显微成形术对胆脂瘤型中耳炎患者的效果及安全性观察［J］.中国急救医学,2018,38(1):64.［6］王杰，王桑，孙雅静.完壁式乳突切除术联合鼓室成形术治疗慢性化脓性中耳炎的疗效分析［J］.中国眼耳鼻喉科杂志,2018,18(1):36—39.［7］伍润生.耳内镜手术治疗慢性化脓性胆脂瘤型中耳炎的体会［J］.中国实用医药,2017,12(29):94—95.［8］赵扬.耳内镜手术治疗慢性化脓性胆脂瘤型中耳炎的临床疗效观察［J］.中国医药指南,2017,15(10):160.MOTOmed智能运动训练联合减重步态训练在脑卒中偏瘫康复治疗中的应用价值翁萍璇，郑金利(广东省揭阳市中医院，广东揭阳522000)［摘要］目的：分析用MOTOmed智能运动训练联合减重步态训练对脑卒中偏瘫患者进行康复治疗的效果及对其步态的运动学参数和时空参数的影响。
GaitWatch三维步态分析及运动训练系统PPT
足步态定量化分析需求
结果清晰——测试完成后自动生成
医学临床分析报表、结果阅读方便
虚拟现实——步行全程三维动画显
示，可任意回放
高性价比——相比昂贵的传统摄像
步态分析系统成本大幅降低
章和电气GaitWatch三维步态分析及运动训练系统 ——基于先进的无线位置传感器技术
各地办事处详见公司网站
附录
什么是步态分析？
•1 步态的基本参数 步态分析中常用的基本参数包括步长、步宽、 步幅、足角、步频、步数、步速等。其内涵 是有关行走的生物力学分析所涉及的最基本 知识，是进行步态分析的基本要素。
什么是步态分析？
•2 步态的时相参数 一个步行周期可分为支撑相和摆动相。
什么是步态分析？
章和电气
议题
• 三维步态分析的应用及其需求
• 如何构建三维步态分析和运动训练系统
— GaitWatch三维步态分析及运动训练系统的组成部分 — 硬件介绍 — 软件介绍：步态分析和运动训练功能
应用领域
为什么要进行步态分析？
• 确定步态异常的性质和程度，分析病因 • 观察康复效果，提供步态临床报告 • 制定治疗方案 • 康复医学，骨科医学，神经医学，运动医学……
果
GaitWatch步态训练
• 多达十几种的训练项目 • 情景互动和虚拟现实相结合 • 训练记录会进行保存和对比，增加参
与训练的积极性 • 可对下肢单个关节进行训练 • 可对下肢多个关节进行联动训练 • 可以根据病人步态测试结果进行有针
对性的参数设置和训练 • 认知训练与运动训练相结合
GaitWatch系统的应用
•3 行走时其他关节的活动 在一个步行周期内，身体各部
步态检测评估与训练系统技术要求
一、步态检测评估与训练系统技术要求最近，随着生物医学工程技术的日益发展，步态检测评估与训练系统技术在康复医学领域中得到了广泛的应用。
步态检测评估与训练系统技术是一种可以帮助医生和康复师快速准确地评估患者的步态功能，并制定相应的训练计划的技术手段。
通过对患者步态特征、步态周期和步态稳定性等方面的评估，可以更好地指导康复治疗，提高患者的康复效果。
步态检测评估与训练系统技术也可以帮助科研人员深入研究步态运动的规律和原理，为国内外的步态运动疾病诊断和康复治疗提供理论和技术支持。
在步态检测评估与训练系统技术中，有一些关键的技术要求必须得到满足，才能够更好地发挥其作用。
系统要求具备高精度的步态检测能力。
这意味着系统需要能够精准地测量患者的步态参数，如步幅、步速、步态周期等，以实现对步态的准确评估。
系统需要具备较高的实时性和稳定性。
这是因为步态是一种动态的运动过程，对患者的步态进行评估和训练需要及时地反馈和调整，才能取得良好的效果。
系统还需要考虑患者的个体差异性，能够对不同类型的步态障碍进行个性化的评估和训练。
为了满足这些技术要求，目前步态检测评估与训练系统技术已经在多个方面进行了深入的研究和探索。
传感器技术得到了广泛的应用，可以通过灵敏的传感器实时地采集患者步态数据，从而实现对步态的准确评估。
机器学习和人工智能技术的引入，也为步态检测评估与训练系统技术的发展带来了新的机遇。
通过对大量步态数据的学习和分析，可以实现对步态特征的自动识别和评估，提高了步态检测的精度和效率。
虚拟现实技术和增强现实技术的应用，也为步态训练和康复提供了新的手段和途径。
患者可以在虚拟环境中进行步态训练，提高训练的趣味性和有效性。
步态检测评估与训练系统技术的发展，为步态检测评估与训练系统技术要求的实现提供了更加全面和优质的解决方案。
二、对步态检测评估与训练系统技术的理解和观点步态检测评估与训练系统技术无疑是康复医学领域的一个重要的技术创新和突破。
三维步态分析系统在评价虚拟现实技术干预脑卒中后偏瘫步态效果中的研究
三维步态分析系统在评价虚拟现实技术干预脑卒中后偏瘫步态效果中的研究贺飞;张辽;蒋志明;丁彬;刘婷婷;汪富【期刊名称】《辽宁中医杂志》【年(卷),期】2024(51)2【摘要】目的评价三维步态动作捕捉与训练系统对脑卒中患者偏瘫步态康复效果的影响。
方法共有脑卒中后偏瘫患者60例,随机分为对照组、观察组,均30例。
两组患者均给予常规康复训练,观察组在常规康复训练基础上进行虚拟现实步态训练。
在治疗前、连续治疗6周后由同一位治疗师给予两组患者采用三维步态分析系统检测并比较两组患者步态时间参数、时相参数、关节活动角度等参数进行评估,并采用Holden步行评定量表,Barthel指数评定表及下肢Fugl-Meyer运动功能量表对患者日常生活能力、步行功能康复效果进行评估。
结果两组患者的一般资料(性别、年龄、病变性质)及Holden步行等级、FMA-L评分、Barthel评分与三维步态参数均差异无统计学意义(P>0.05)。
而在干预后两组在三维步态参数(时间参数、时相参数、关节活动角度)、FMA-L评分、Holden步行等级、Barthel评分均较之前有所提高(P<0.05),而与治疗前比较,步行周期、双支撑相(%)、健侧支撑相时间(%)、患侧支撑相时间(%)均明显缩短(P<0.05),但同时健侧摆动相时间(%)、患侧摆动相时间(%)均与之相反(P<0.05);与对照组比较,观察组在步幅、步频、步速、健侧支撑相(%)、健侧摆动相(%)、双支撑相(%)方面均明显更优,差异有统计学意义(P<0.05)。
结论三维步态动作捕捉系统用于脑卒中患者,能够有效量化患者步态参数,有利于为康复训练提供依据;其步态训练系统能够有效改善脑卒中偏瘫步态康复效果。
【总页数】5页(P131-134)【作者】贺飞;张辽;蒋志明;丁彬;刘婷婷;汪富【作者单位】安徽皖北集团总医院康复医学科【正文语种】中文【中图分类】R255.2【相关文献】1.三维步态分析对评价运动再学习法治疗脑卒中后偏瘫步行能力的意义2.下肢机器人训练对脑卒中偏瘫患者三维步态分析系统测试结果的影响3.三维步态分析系统在评价虚拟现实技术干预脑卒中后偏瘫步态效果中的研究4.三维步态分析技术在脑卒中后偏瘫步态中的应用进展5.运用三维步态分析比较运动再学习疗法和神经发育学疗法治疗脑卒中后偏瘫步行能力的效果因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
采用三维运动分析的步态康复训练实验装置
采用三维运动分析的步态康复训练实验装置马骏;张敏敏;龚晨晓;叶斌浩;黄敏;胡良冈【摘要】为量化分析和评定肢体伤残患者康复训练后的康复程度,研究开发出一种基于三维MEMS加速度传感器的步态康复训练分析系统.通过单片机控制并由三维MEMS传感器采集患者行走时的加速度信号,将信号通过RF无线传输至计算机内,由计算机程序处理分析患者的步态信号,从而量化分析患者的康复程度,并储存患者的步态运动信息以供医生定期分析,作为今后康复治疗的依据.通过实验证明了使用加速度传感器代替传统影像学检测步态状况的可行性,相比于传统的基于影像学的步态分析系统,采用MEMS加速度传感器的步态分析系统大大减小了系统的体积和复杂性,使患者使用更加方便,便于推广应用.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)012【总页数】4页(P88-90,94)【关键词】三维步态分析;微电机系统;加速度传感器【作者】马骏;张敏敏;龚晨晓;叶斌浩;黄敏;胡良冈【作者单位】温州医科大学信息与工程学院,浙江温州325035;温州医科大学信息与工程学院,浙江温州325035;温州医科大学信息与工程学院,浙江温州325035;温州医科大学信息与工程学院,浙江温州325035;温州医科大学信息与工程学院,浙江温州325035;温州医科大学基础医学院,浙江温州325035【正文语种】中文【中图分类】R218.4步态分析是生物力学中的一个特殊的分支，是对人体行走时的肢体关节运动进行运动学观察和动力学分析，提供一系列时间、几何及力学参数和曲线。
因为其能够客观定量地评定患者的步态状况，近年来随着科学技术的发展这一技术在国内外的矫形外科及康复医疗的应用变得越来越普遍［1-3］。
但是传统的步态分析方法由于基于影像学分析，设备成本高、体积大，有一定的局限性。
近年来随着微电机系统的成熟，使用基于加速度传感器的步态分析系统进行步态分析成为了可能。
本文即是通过使用微电机加速度传感器设计并实现一个步态信号采集装置，并将装置采集到的信号通过使用C#便携的上位机程序对接收到的信号进行分析、储存和显示，从而实现一个基于加速度传感器的三维步态分析系统。
临床三维步态分析系统的组成、原理及其临床应用
临床三维步态分析系统的组成、原理及其临床应用标题：临床三维步态分析系统的组成、原理及其临床应用摘要：临床三维步态分析系统是一种用于评估和分析人体步态的重要工具。
本文将介绍临床三维步态分析系统的组成、原理以及其在临床应用中的意义，并举例说明其在不同疾病和康复治疗中的应用。
一、引言三维步态分析是指对人体行走过程中的运动进行定量分析和评估，其能够提供关于步态运动异常的详细信息，为临床医生制定个体化康复方案和评估治疗效果提供依据。
临床三维步态分析系统通过使用多个传感器来记录和分析人体步态运动，并将结果可视化显示，为医生和病人提供非常有价值的信息。
二、临床三维步态分析系统的组成1. 传感器系统：临床三维步态分析系统通常由多个传感器组成，包括惯性传感器、力板传感器和摄像机等。
惯性传感器用于测量身体在三维空间中的运动，力板传感器用于测量脚底的力和压力分布，摄像机用于捕捉人体的运动轨迹。
2. 数据采集与处理系统：该系统用于采集和处理传感器产生的多维数据。
通过对数据进行处理和分析，可以得出步态参数，如步幅、步频、支撑相时间、摆动相时间等。
3. 分析与显示系统：该系统用于对采集到的数据进行分析和可视化显示。
通过三维模型、曲线图或动画，医生和病人可以更直观地了解步态运动的变化，以及异常或改善的情况。
三、临床三维步态分析系统的原理1. 传感器数据采集：传感器系统会收集与步态相关的多种数据，如加速度、角速度、力和压力等。
这些数据通过传感器中的微机电系统（MEMS）芯片转换为电信号，并经过滤波和放大后传输给数据采集与处理系统。
2. 数据处理与分析：数据采集与处理系统会对采集到的数据进行处理和分析。
主要的分析方法包括时间-空间分析、关节角度分析和力学分析。
时间-空间分析通过分析脚的着地、脚离地和摆动期等时间点和关键事件来计算步态参数。
关节角度分析使用角度传感器来测量关节的角度变化，从而了解关节的运动特征。
力学分析通过力板传感器测量脚底的力和压力分布，来评估脚地面反作用力和行走稳定性。
三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展
三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展作者：郑炳铃王健徐桂豪来源：《中国当代医药》2019年第14期[摘要]三维步态分析系统作为一套新的步态评估系统，具有客观、全面、科学、便捷等优点，逐渐应用于国内外医学评估领域，尤其是在脑瘫下肢矫形手术领域中的疗效评价及手术指导发挥重要的作用。
本文就三维步态分析指导制定脑瘫下肢矫形手术方案，评价手术疗效，选择康复治疗方法，评定康复疗程，制定矫形器以及评估肉毒毒素的疗效量化等作一综述。
[关键词]三维步态分析系统；脑瘫；外科手术[中图分类号] R742 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2019）5（b）-0029-03Progress in the application of three-dimensional gait analysis system in the field of cerebral palsy lower limb orthopedic surgeryZHENG Bing-ling WANG Jian XU Gui-haoCerebral Palsy Diagnosis and Treatment Center， Sanjiu Brain Hospital of Guangdong Province， Guangzhou 510510， China[Abstract] As a new gait evaluation system， the three-dimensional gait analysis system has the advantages of objectivity， comprehensiveness， science and convenience， it has been gradually applied in the field of medical evaluation at home and abroad， especially in the field of lower limb orthopedic surgery for cerebral palsy. This article reviews three-dimensional gait analysis to guide the formulation of lower limb orthopaedic surgery for cerebral palsy， to evaluate the effect of surgery，to select rehabilitation treatment methods， to evaluate the course of rehabilitation， to develop orthopaedic devices and to quantify the efficacy of botulinum toxin.[Key words] Three-dimensional gait analysis system； Cerebral palsy； Surgery痉挛性脑瘫是脑瘫中最常见的类型。
BTS三维运动分析系统及EMG在临床及运动训练中的应用前景展望
BTS三维运动分析系统及无线表面肌电测试系统（EMG）在国内临床及体育科研中的应用前景展望前言：结合本人三年的临床工作经验及相关领域的了解，三维运动分析系统及EMG在国内临床及体育科研中的具体应用尚属于空白，或者说半空白状态，国内起步晚，目前有在使用的医疗机构或科研单位少之又少，而在发达的欧美国家，起步于80年代，目前仪器及应用技术已相对成熟，近年来随着我国医疗水平及运动训练水平的不断提高，也急需有操作简单，使用方便快捷，客观精确的动态分析仪器及多数据同时处理的软件系统来辅助医生及科研人员进行更客观精确的临床诊断治疗和体育科研活动，以提高医疗技术水平及科学运动训练水平，促进康复，功能评定的发展及提高运动成绩，减少运动损伤等。
目前国内越来越多的医疗机构和科研单位正逐步开始使用三维运动分析系统及EMG系统，所以国内市场潜力及前景一片大好。
但前提是一定要把该产品的核心特点及实用的具体功能充分挖掘出来，并结合临床和体育科研的实际需求，找到一个好的结合点，让使用者简单方便的把产品的实际功能服务于具体的临床及科研活动，例如定量评定人体颅脑损伤、中枢和周围神经系统损伤及骨关节病损的患者，制定康复治疗、训练计划、评定康复疗效、定做支具和矫形器，运动损伤监测，运动能力提高等提供客观依据。
最终实现医院患者公司三方共赢。
主要内容：一、产品组成、原理、特点、亮点、适用领域二、三维步态分析系统及EMG简介三、临床及体育科研应用四、应用举例五、模块建设六、未来展望一、产品组成、原理、特点、亮点、适用领域（一）产品组成及原理主要硬件部分：三维步态分析仪、测力平板、无线表面肌电仪（EMG）、工作站等主要软件部分：采集及分析软件等1、高清红外摄像头：适用于任何形式的动作并进行精确分析。
2、步行平台：整合测力平台，方便测量。
3、测力平台：两个多轴测力平台可以测量地面反作用力，中心压力（COP）坐标及扭矩。
并结合步态分析，计算关节间受力时间及大小。
Gait的Watch三维步态分析及运动训练系统
缺点： • 投资高，动辄上百万的投入 • 反光片非常容易受到干扰或者遮挡 • 需要专门的步态分析实验室 • 操作繁琐，需要专业人员进行后期处理 • 难以真正用于临床医学
步态分析的要求
快速的准备和测试时间
B
为训练提供数据
和实现方式
A
步态分析
专业而准确的医学
C 临床报告
合理的价格
E
D
GaitWatch步态分析-数据回放与统计对比
• 可选择任意一次数据进行分析 • 回放数据时，可以从任意角度观
察三维姿态 • 可以回看、编辑和打印任意一次
测试的报表 • 可以进行同一病人的先后数据对
比 • 可以不同病人之间进行数据对比
除了三维步态分析功能 GaitWatch革命性的加入了步态训练功能
不仅仅是一个分析仪 还是一个训练仪
虚拟现实步行训练的优越性
• 传统的三维步态分析，只能在摄像头下面进行步态分析， 无法进行实时训练。而GaitWatch步态分析仪，由于采用 了无线位置传感器，可以实时进行情景互动训练
• 步态分析的结果，可以直接指导步行训练参数设定
虚拟现实步行训练的优越性
比人类教练更有耐心和一致性,患者可以根据自己的情况反复观察模仿练习 减少在真实环境中由错误操作导致的危险 可以提供多种形式的反馈信息,使枯燥单调的运动康复训练过程更轻松、更有
精确记录——高达0.1度的精度，满
足步态定量化分析需求
结果清晰——测试完成后自动生成
医学临床分析报表、结果阅读方便
虚拟现实——步行全程三维动画显
示，可任意回放
高性价比——相比昂贵的传统摄像
步态分析系统成本大幅降低
章和电气GaitWatch三维步态分析及运动训练系统 ——基于先进的无线位置传感器技术
三维步态分析检测基于BP神经网络的膝踝运动
三维步态分析检测基于BP神经网络的膝踝运动瞿晓娜;张腾宇;王喜太【摘要】背景:虽然在人体步态方面已有大量研究,但针对膝踝协调运动的研究很少.目的:用BP神经网络分析膝踝协调运动关系.方法:利用三维步态分析系统检测了30名健康志愿者以快、中、慢3种步速行走时的步态数据,进行统计分析;并通过建立BP神经网络预测数据,同时对膝踝协调的控制方法进行探讨.结果与结论:不同的人步态不同,但BP神经网络预测所得曲线与实验基本一致,证实了用BP神经网络做膝踝运动关系预测的合理性和可行性,很好的研究了膝踝协调性,给全智能膝踝协调控制假肢的研发提供了理论依据.%BACKGROUND: The study of the relationship between knee and ankle is poor although there have been a lot of researches on gait of people.rnOBJECTIVE: To analyze the relationship between knee and ankle based on back-propagation network.rnMETHODS: The gaits of 30 healthy young people walking at fast, normal, and low speeds separately were detected by three-dimensional gait analysis system, and the gait data were investigated and analyzed. The data were predicted through the establishment of the back-propagation neural network and the knee-ankle coordination control method was explored.rnRESULTS AND CONCLUSION: Different people had different gaits, but the curve obtained by back-propagation neural network was similar with the experimental curve. The paper investigated and validated that it was viable and reasonable to forecast the kinematic relationship between the knee and ankle by back-propagation network system. The paper studied thecoordination between the knee and ankle well, and provided the theory foundation for the design of the intelligent prostheses.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2012(016)030【总页数】4页(P5520-5523)【关键词】膝关节;踝关节;步态;BP神经网络;假肢【作者】瞿晓娜;张腾宇;王喜太【作者单位】河北工业大学,天津市,300130;国家康复辅具研究中心,北京市,100176;国家康复辅具研究中心,北京市,100176;国家康复辅具研究中心,北京市,100176【正文语种】中文【中图分类】R318文章亮点：①提出基于BP神经网络研究膝踝协调的运动关系和控制机制，并验证了这种研究方法的合理性和可行性。
GaitSense三维步态分析系统
定量步态分析系统
➢视频步态分析系统包括多个摄像头、跑台及计算机系统。 ➢缺点：设备复杂、价格昂贵、操作繁琐、独立的测试场地，难以广泛用
于临床诊断，多用于科研。
临床期望的步态分析系统
数据客观、可靠
操作快速、简单
不需要特定空间
期望的 系统
能够监控治疗进程
治疗情况文本化 性价比高
GaitSense三维步态分析系统
分析对象
针对人体步行运动分析的技术，旨在研究 步行的运动学、动力学信息
影响因素 步态受运动习惯、健康状况、性别、年龄等因素影响
评价指标 步长、步频、步速、足角、步行周期、支撑相、
站立相、 廓清、 划圈半径等
综合评价 是否有足内外翻，足弓异常，是否过度依赖于单侧足？
能否稳定控制肢体前向运动？
步态分析的临床需求
单次收费 120元
每年收费 15万
平均每月出院 病人100例（含 病房90 人， 门 诊 10 人 ） ， 每 人每月进行一 次步态测量。
参考观察方法 （ 单 次 15 元 ） 与视频测试法 （单次800元）， 本设备单次测 量费用：120元
医大二院钻石 湾院区神经康 复科室使用本 设备进行步态 测试每年收费 为15万元左右。
Title
❖医疗诊断：精准治疗
Title
❖康复评定：康复训练
❖ 辅具设计
❖ 确定步态异常的性质和程度，分析病因，提供 诊断报告，观察康复疗效。
❖ 适用于康复医学，骨科医学，神经病学，运动 医学，老年医学等。
临床定性步态分析方法
➢当前医师大多通过观察来定性评估步态。 1.病史 2.观察
缺点：1.客观性差，与医师的经验有关。 2.可重复性差。 3.评价指标不全。 4.无法量化。
三维步态分析在骨科康复等临床医学的应用
三维步态分析在骨科康复等临床医学的应用作者：刘安民先生，英国曼彻斯特索尔福德大学健康学院研究员一步态分析研究的历史行走是人类最基本的运动，行走的姿态可分为不同的类型。
步态分析是一门有关人行走过程中, 体态, 骨骼间(关节) ，肌肉与肢体，以及肢体与外界物体间相对运动，力学关系的分析方法。
步态分析是固体力学在生物系统应用(即生物力学)的典型范例。
人类对动物及自身姿态及运动的兴趣和研究起源可以上溯到公元前三个多世纪的亚里士多德。
他的‘动物的行走’被广泛认为是人类有关包括自身在内的动物行走研究的最早专著。
文艺复兴时期的艺术家达分奇被认为是生物力学的先驱之一，因为他首次在力学环境下研究人的骨骼解剖结构。
十七世纪的法国物理家勒内·笛卡尔最早提出人和所有动物的行走都遵循统一的力学法则，他的这一思想对促进和推动生物力学的持续发展起到了重要作用。
同一时期的意大利物理家乔瓦尼·阿方索·博雷利接受了这一思想，并对鸟和鱼等走，跑、跳、飞和游等动作进行了研究，他甚至在力学框架内研究了心脏的活塞运动。
确定人体重心的位置，测量出吸和呼的空气量，并指出吸气是肌肉收缩造成，而呼气是由于身体组织弹性造成。
博雷利首次阐明骨肌系统的杠杆结构对运动而不是力本身的放大作用。
肌肉必须产生足以克服运动阻力的力才能实现运动。
受伽利略影响，他在牛顿三大定律发表前便建立了直观了解关节静力平衡规律的方法。
运动是生物力学的重要组成部分，有关动物运动及人类步态的研究随着工业革命的开始得到进一步发展，首先，著名的德国爱德华·韦伯和威廉·韦伯兄弟正式系统地对人类行走进行了研究，1836年合著了‘人类行走力学’。
随后, 相机的发明对生物运动学产生了巨大推动作用。
该时期的法国生理学家艾蒂安·朱尔斯·马雷在专著‘动物机械原理’中，提出了动物，人和机器都遵守同一物理法则，人体仅是有生命的机器的理论。
三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展
三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展1. 引言1.1 三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展三维步态分析系统是一种利用先进的传感器和计算机技术对人体步态进行准确分析的工具，已经在医学领域取得了显著的应用进展。
在脑瘫患者下肢矫形手术领域中，三维步态分析系统的应用也日益广泛。
脑瘫是一种导致肌肉控制障碍的神经发育性疾病，常常导致患者步态异常、下肢功能受限。
下肢矫形手术对于改善脑瘫患者的步态功能和生活质量至关重要。
传统手术方式在手术方案制定、手术效果评估等方面存在一定的局限性，不能完全满足脑瘫患者的需求。
而三维步态分析系统的出现为脑瘫患者下肢矫形手术带来了新的机遇。
通过精准的步态分析，医生可以更准确地评估患者的步态特点和功能障碍，制定个性化的手术方案。
手术过程中，三维步态分析系统可以实时监测患者术后的步态变化，帮助医生及时调整治疗方案，提高手术效果。
三维步态分析系统对脑瘫患者下肢矫形手术的促进作用不可忽视。
展望未来，随着技术的不断发展，三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形领域将发挥更大的作用，为患者带来更好的康复效果和生活质量。
2. 正文2.1 脑瘫患者下肢矫形手术的重要性脑瘫是一种常见的神经发育障碍疾病，患者往往会出现下肢功能障碍和步态异常。
下肢矫形手术是对脑瘫患者进行康复治疗的重要手段之一，能够有效改善患者的步态和生活质量。
下肢矫形手术通过矫正关节畸形、缓解肌肉痉挛、调整骨骼结构等方式，使患者能够更好地站立、行走和进行日常活动。
对于脑瘫患者而言，下肢矫形手术的重要性不言而喻。
通过手术可以改善患者的步态稳定性、减轻肌肉疼痛、提高运动功能和生活质量。
定期的康复训练和管理也可以进一步巩固手术效果，使患者恢复更快、更好。
在面对脑瘫患者的下肢功能障碍时，下肢矫形手术是一项必不可少的治疗手段。
只有通过手术的矫正和康复训练，患者才能够重获自由行走的能力，提高生活质量，减少并发症的发生。
脑瘫患者下肢矫形手术的重要性不可低估，是改善患者生活质量的关键一步。
临床三维步态分析系统的组成、原理及其临床应用
三维步态分析系统的组成、原理及其临床应用孟殿怀、励建安南京医科大学第一附属医院康复医学科步行是人类的基本功能，任何神经、肌肉及管关节疾患均可能导致步行功能障碍。
步态分析对人体行走方式进行客观记录并对步行功能进行系统评价。
步态分析分为定性（目测）分析和定量分析两大类。
前者是由医务人员通过目测观察患者的行走过程，并作出大体的分析，此法比较粗略，仅限于定性分析。
定量步态分析研究始于19世纪末，早期主要是借助一些简单的设备（如卷尺、秒表等）辅助分析，常见的如足印法、电子角度计测定法等。
20世纪70年代以后定量步态分析发展较快，80年代以后转向采用高速摄像设备的三维步态分析。
目前常用的临床步态分析系统进行定量步态分析的频率已经达到每秒60帧以上，测量长度的误差小于1毫米。
随着我国经济的快速发展、人民生活水平的提高，临床三维步态分析系统已经越来越受到国内医学界人士的青睐。
可以预见，在未来的几年中，国内将有多家医疗单位添置临床三维步态分析系统。
1、步态分析的主要内容定量步态分析所用参数大致可归纳为如下几类：●时间-距离参数，包括步长、步幅、步宽、步向角、步速、步频、步行周期、支撑相时间、摆动相时间等。
●运动学参数，是指步行中髋、膝、踝等关节的运动规律（角度、位移、速度、加速度等），骨盆倾斜和旋转、身体重心位置的变化规律等。
●动力学参数，指引起运动的力学参数，包括地板反力、功与功率等。
●肌电活动参数，指步行过程中下肢主要肌肉的电生理活动指标。
●能量代谢参数，指人体运动过程中的能量代谢情况。
2、组成及原理完整的临床三维步态分析系统应该包括：（1）步态分析仪；（2）测力平板；（3）动态体表肌电仪；（4）气体代谢分析仪。
2.1 步态分析仪步态分析仪的功能主要是摄取人体在步行过程中各个关节点的运动轨迹，通过模型分析的方式进行三维重建，从而获得人体运动时的各种运动学参数。
从步态分析检测的媒介角度，可以将现有的步态分析仪分为三种类型：摄像型、红外光型和超声波型。
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BTS G-WALK三维步态分析评估系统
BTS G-WALK三维步态分析评估系统由惯性传感器组成，传感器的组件包含了三维加速计，磁感应器和三维回旋器，可以放在第五腰椎位置进行功能性步态分析。
系统可以根据测得的数据进行诊断及训练方案制定，可以迅速进入测试，并自动生成测试报告。
BTS G-WALK具有完善的步态及骨盆运动分析软件系统，可以方便又有效的对神经损伤以及骨科疾患患者进行功能性评估，同时可以对运动能力和治疗结果进行客观分析。
骨盆的运动学分析系统提供了常用运动步态常量，特别是关于骨盆前后旋转，对抗后倾以及侧屈的信息提示。
与正常参量对比系统会自动将生成的数据与正常参量做对比，并直观的显示出患者评估与正常均值之间的差异。
传感器
跑台测量
应用程序和软件特点：
测量三维步态常量
速度节奏步长歩宽步态周期支撑期摆动期单腿和双腿支撑
神经性疾患应用领域轻偏瘫步态的典型特征为速度，节奏减慢，步长缩短。
正常值轻偏瘫患者值
速度68.5+/-6.7m/min44.0+/-22.9m/min
步频102.8+/-5stps/min84.8+/-22.4stps/min
步长 1.3+/-0.1m1.1+/-0.6m
帕金森疾患三维步态分析：支撑期和摆动期
预防老年性摔倒步速，跨步长以及双腿支撑时间均值与正常参考值之间的对比,是预防老年性摔倒一个重要的评估要素。
关节术后三维步态分析可记录关节功能恢复程度，假肢负载情况以及异常姿势矫正等问题的重要量化信息。
传感器类型
三维加速计，配灵敏计(±1,5g,±6g)
三维磁感器
三维回旋器，配灵敏计(±300gps±1200gps)
电池可通过USB口充电，使用时长18/24H
连接蓝牙技术频率200Hz
工作可实时运行报告。