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步态检测设备的重要意义

步行是人类基本的运动，步行的姿态可分为不同的类型，通过检测人体行走中的运动状态、受力状态等生物力学有关的物理量，可进一步分析影响步态的各种因素，如解剖结构、生理功能甚至精神状态的各种变化。为此，需要一定的技术手段和设备(即步态分析系统)。步态分析系统的研制在医类、体育、康复、人类学、宇航、工业等方面均有重要的科学意义及应用价值：

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色粉末，让患者赤足通过通道，留下足迹。获得的参数包括：①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。②步长时间(step time)指一足着地至对侧足着地的平均时间。③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。④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。⑤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。⑥步速(velocity)指步行的平均速度(m/s)，步速=步幅÷步行周期。⑦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。⑧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——为什么要进行步态检测？

足部是人体的重要组成部分，是站立和运动的根基，影响着人体的发育和生物力线。但是，由于多数人缺乏护足意识，觉得孩子扁平足长长就好了，高弓那都不是事，足部疼痛觉得泡泡脚，休息休息就好了，糖尿病患者足底感觉差了，磨出水疱也满不在乎……殊不知，日积月累的足部问题可能会诱发多种足疾，从而导致双腿、腰椎、颈椎等部位出现新的疾病。有些还会出现脊柱侧弯、双下肢不等长等问题。

步态检测设备——步态检测技术介绍

基于传感器的步态检测技术，根据步态采集的特点，一类是以行走界面传感器为结构基础的压力垫，通过步态周期的足底地反力的时间和变化分布情况得出相关步态信息，此类方法操作比影像技术简单，缺点是无法采集行走过程中的关节角度数据，而且供受试者行走的长度受限使通过压力垫范围内采集的数据有限，而在一些病态步态采集过程中由于受试者无法按照要求的范围行走则无法完成测定；另一类就是可穿戴步态采集系统，这类系统得益于近年来传感器不断小型化以及传输系统的进步，使具有高采样频率的无线传输传感器模块开发成为可能。可穿戴步态采集设备常以鞋或鞋垫的形式，嵌入整合了压力传感器、曲度传感器、加速度计、陀螺仪和惯性传感器等电子元器件的模块来实时高精度地采集受试者步态信息，包括步态的时空与动力学特征。配合穿戴于肢体和躯干的整合角度计模块，与足部信息结合可以得出下肢与躯干的运动动态角度信息，可以提供多面的个体步态信息。可穿戴步态采集系统与其他系统相比，除具有实时性与高精度外，在应用方面具有成本低廉、操作简单、患者配合度和采集环境要求低等优势，并使日常步态的采集与检测成为可能，具有广阔的康复与养老监护领域应用前景。