基于人体特征点波形图的帕金森病评估方法、系统、设备和介质与流程

    专利2025-12-13  12


    本发明涉及计算机图像处理领域,具体地说是一种基于人体特征点波形图的帕金森病评估方法、系统、设备和介质。


    背景技术:

    1、帕金森病(pd)是一种影响运动和平衡的普遍的、进行性的神经系统疾病,具有特征性运动症状,包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势平衡障碍等,还会伴有非运动症状,包括便秘、嗅觉障碍、睡眠障碍、自主神经功能障碍及精神、认知障碍;它的典型特征是震颤、僵硬和肢体自主运动的挑战。

    2、帕金森病的传统诊断和评估由熟练的医疗保健专业人员进行,采用运动障碍协会统一帕金森病评定量表(mds-updrs)来衡量症状的严重程度。尽管如此,这种评估程序可能会被证明是相当艰巨的,也可能是主观的,并且严重依赖于临床医生的观察和患者自我报告的症状。这种方法可能会产生相当大的评分者之间和评分者内部的差异。

    3、帕金森在初期治疗费用并不高,但是若不及时治疗,病情会逐步加重且治疗费用昂贵,甚至影响正常生活。帕金森病患者初期往往较难及时确诊。导致确诊不及时有两个原因,一是帕金森症状常被认为是人老了所出现的正常现象,不被重视,最终因为确诊不及时导致病情加重。另一方面是我国帕金森病方面的专家大多在一线大城市,中、小城市中因医疗资源不足,易导致确诊不及时。


    技术实现思路

    1、本发明为解决现有的问题,基于计算机视觉技术,旨在提供一种基于人体特征点波形图的帕金森病筛查方法,以及时地对帕金森患者进行筛查,帮助患者尽快地确认病情,缓解帕金森医疗资源匮乏的压力。

    2、为了达到上述目的,本发明采用的技术方案提供一种基于三维卷积神经网络的帕金森病评估方法,包含如下步骤:

    3、s1,收集不同阶段患者的各种姿态视频,提取人体重要关节上的关键点;

    4、s2,将关键点根据视频的时间点,做出关键点基于时间序列的2d运动轨迹图;s3,将输出结果与帕金森病的症状作比对,并评估等级。

    5、在一些实施例的s1中,还包括行走步态视频采集,对指视频采集和单脚踏地视频采集。其中:

    6、行走步态视频采集,患者步行至少10米后回到,起点测量的参数包括步幅和速度、抬脚高度、行走时的脚跟打击、手臂摆动。

    7、对指视频采集,患者需要将手臂向前伸直,张开手掌,然后让食指和大拇指合并,通过算法记录手指运动轨迹。

    8、单脚踏地视频采集,患者正坐在板凳上,抬起单侧脚踏地,整个脚尽可能抬起最大高度,通过算法记录频率与幅度。

    9、在一些实施例的s1中,在进行关键特征点采集过程中,尽量保持需要采集的目标部位运动,其他身体部位保持静止。

    10、在一些实施例的s1中,通过动态感兴趣区域roi机制来动态调整步态视频中人类检测的动态感兴趣区域roi,使其可以一致地缩放帕金森氏症患者的局部震颤运动。

    11、在一些实施例的s1中,通过一个卷积神经网络学习身体各个部位的特征点。在一些实施例的s2中,根据采集的身体部位视频和算法识别出来的特征点,提取特征点运动轨迹波形图。

    12、在一些实施例的s3中,将特征点运动轨迹波形图与统一帕金森病评定量表作比对。

    13、本发明还提供一种帕金森病评估系统,包括:

    14、视频采集模块,收集患者的步态视频,包括行走步态视频,对指视频和单脚塌地视频;

    15、提取人体姿态估计关键点模块:通过人体姿态识别算法,识别人体骨骼关键点,把视频中的每一帧图像当中,人体骨骼关键点都识别出来。

    16、关键点波形生成模块:根据识别到的每一帧人体骨骼关键点,在图像当中的位置,把识别到的特征点转换成波形图。

    17、波形图分析评估模块,用于分析上述得到的特征点波形图,分析出病人做动作频率,时间,完成质量。

    18、本发明还提供一种帕金森病评估设备,包括处理器、以及用于存储处理器的可执行指令的存储器,所述处理器运行时执行任一所述的帕金森病评估方法。

    19、本发明还提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理执行时,实现中任一所述的帕金森病评估方法。

    20、本发明还提供一种软件,用于实现任一所述帕金森病评估方法。

    21、和现有技术相比,本发明提出了一种改进的特征点识别算法,提高特征点识别准确率,降低因不同标注人员,对同一特征点位置理解不同,所产生的误差。该方法便于实现早期筛查和和病症发现,从而形成更全面、及时和个性化的治疗策略。

    22、本发明提供的系统在用于评估帕金森病(pd)中,避开了一系列信号处理和机器学习技术处理关节运动数据的过程,显著减少了累积误差,提高了识别症状严重程度模式的可靠性;具有较好的诊断准确性,平均达到79.25%。



    技术特征:

    1.一种基于人体特征点波形图的帕金森病评估方法,其特征在于包含如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:s1的步态视频中,患者步行至少10米后回到,起点测量的参数包括步幅和速度、抬脚高度、转身技术和手臂摆动。

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:s1中,还包括采集对指视频,患者需要将手臂向前伸直、张开手掌,然后让食指和大拇指合并,通过算法记录手指运动轨迹。

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:s1中,还包括采集单脚踏地视频,患者正坐在板凳上,抬起单侧脚踏地,整个脚尽可能抬起最大高度,通过算法记录频率与幅度。

    5.根据权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于:s1中,通过动态感兴趣区域roi机制来动态调整步态视频中人类检测的动态感兴趣区域roi,使其可以一致地缩放帕金森氏症患者的局部震颤运动。

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:s2中,通过s1输出的特征点,生成特征点波形图。

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:s3中,将特征点运动轨迹波形图与统一帕金森病评定量表作比对。

    8.一种帕金森病评估系统,其特征在包括:

    9.一种帕金森病评估设备,其特征在于:包括处理器、以及用于存储处理器的可执行指令的存储器,所述处理器运行时执行权利要求1-7中任一所述的方法。

    10.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于:所述计算机程序指令被处理执行时,实现权利要求1-7中任一所述的方法。


    技术总结
    基于人体特征点波形图的帕金森病评估方法、系统、设备和介质,方法包括:S1,收集不同阶段患者的各种姿态视频,提取人体重要关节上的关键点;S2,根据视频的时间点,做出关键点基于时间序列的2d运动轨迹图;S3,将输出结果与帕金森病的症状作比对,并评估等级。本发明提高特征点识别准确率,降低因不同标注人员,对同一特征点位置理解不同,所产生的误差;便于实现早期筛查和和病症发现,从而形成更全面、及时和个性化的治疗策略。

    技术研发人员:吴晓鹏,冯渊,王立峰
    受保护的技术使用者:上海哈珥斯智能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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