CN104434129B - 一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法，包括S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点、高速影像采集单元、中心计算机、惯性单元同步盒、同步状态灯、无线路由器、交换机、供电电源。本发明方法包括开始，装置初始化，装置启动；添加测试人员基本信息或查找已有测试人员；选择采集模式；数据采集单元模块同步；实时采集、显示和存储指定动作下数据；分析数据、存储量化评测结果并打印。本发明装置及方法使得依靠临床医师经验的主观评定方法得到彻底改观，同时对于运动障碍患者的治疗、康复方案的制定以及疗效和预后的判断具有重要的理论价值和现实的指导意义。

Description

一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法

技术领域

本发明涉及传感器技术、生物医学工程、医疗卫生、康复医疗、人机工程等领域，特别涉及一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法。

背景技术

锥体外系疾病又称为运动障碍疾病，是指随意运动调节功能障碍，但肌力、感觉及小脑功能一般不受影响的一大类疾病。几种典型的锥体外系疾病包括帕金森病及各类帕金森综合征、肝豆状核变性、亨廷顿舞蹈病等，其主要临床表现为肌张力障碍(肌张力过高或过低)和随意运动调节功能障碍(包括震颤、手足徐动、舞蹈样动作、姿势步态障碍、扭转痉挛等)，如帕金森以震颤、肌僵直、运动徐缓、姿势步态障碍等为主要临床表现。

以帕金森为代表的锥体外系疾病具有发病率和致残率高，运动障碍形式复杂多样等特点，这种复杂性在临床上表现为多种锥体外系疾病之间存在症状的交叉和重叠。目前缺乏针对各种运动障碍形式的客观判定方法及其严重程度的定量分析手段。因此，在临床工作中对于锥体外系疾病的诊断和评估多依赖于医师的临床经验。目前临床上广泛采用的运动障碍评估方法是各类评估量表。每一种量表针对特定症状都设计有标准动作和判定依据，患者在医师的指导下完成相应动作，医师提问和观察后凭借临床经验给出评分。常见的量表包括：帕金森病统一评分量表(UPDRS)、Webster帕金森病分级量表(PDRS)、Hoehn-Yahr分级评定量表等。量表评价方法的优点是简单易用，无需专业的医疗评测装置辅助，即使在医疗条件相对落后的地方也可以开展，而且在实际的临床工作中有不错效果。但是，它的缺点也十分明显，主要体现在以下几点：

1、依靠医师的临床经验，主观性和差异性较强；在临床工作中常可见到不同医师对同一种锥体外系疾病甚至同一个患者的诊断、治疗以及愈后的判断存在较大差异的现象；

2、评估只能在医院由专业医师完成，没有远程监测和评估的能力；某些运动障碍症状的出现时间具有较大的不确定性，往往患者去医院就诊时没有表现出明显症状，此时医师只能靠问询患者和家属有无此类症状来判断，对最终的评分结果会产生较大影响；

3、耗费医师大量的时间和精力；锥体外系疾病属于慢性病，不论是病情症状的恶化还是运动功能的康复，都是一个长期发展的过程，期间还可能出现反复，因此医师的量表打分不是简单的一次或几次即可判定，需要多次随访，持续时间可能长达3至6个月。

由于量表评价方法的以上缺点，临床上有开发新的量化评测装置需求。可信的量化评测为此类疾病的准确诊断提供客观依据，从而使医师可以指定相应的康复治疗方案。在康复过程中，又可以随时跟踪患者的康复情况，并据此调整康复方案。然而，由于运动障碍症状的复杂性和多变性，准确客观地对其进行量化评测并不是一件容易的事情。近几十年来，随着计算机技术和信息技术的发展，以传感器信号采集、信号处理、特征提取、模式分类为主要手段的客观评价方法逐渐成为研究热点。研究人员已经开发出了多种量化评测装置，但是由于运动障碍症状的表现方式是多种多样的，如多发性震颤、姿势步态障碍、运动徐缓等等，现有装置往往关注的是某一种运动障碍的测量与评估，且多数还停留在实验室使用，没有在临床上得到普遍性的推广和应用。

发明内容

本发明的目的是：解决现有帕金森及运动障碍疾病运动障碍症状评估方法、测量装置存在的上述不足，提供了一种集成式的，操作方便，并能够根据实时测量结果对帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状做出量化评估的装置，即帕金森及相关椎体外系疾病运动障碍症状量化评测装置及方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，包括S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点、高速影像采集单元、中心计算机、惯性单元同步盒、同步状态灯、无线路由器、交换机、供电电源。特别是：

装置中S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元与一台中心计算机通过以太网实现互联，经过中心计算机实现4个采集单元在时域上的精确同步。以帕金森和其他相关锥体外系疾病患者为测试对象，同步无创采集患者在指定动作下的步态时空参数、足底压力分布特征、足底与地面接触三维作用力、静态平衡能力、手指震颤信息、肢体震颤信息以及身体各环节姿态信息。

所述装置中的S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元的各自结构以及各自与中心计算机的连接方式如下：

所述装置中的S型步态通道，包括18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台、1个静态平衡测试仪、线槽以及扶手即防护栏，其中柔性力敏传感器单元模块大小为60cm*60cm，点阵间隔为0.2cm，点阵数目为120*120，单元模块之间通过销栓式结构相互咬合，构成S型步态通道的前三个通道；三维力测力平台和静态平衡测试仪的大小同样为60cm*60cm，它们之间相互独立，构成S型步态通道的第四个通道；所述的柔性力敏传感器单元模块、三维力测力平台、静态平衡测试仪均具有电源接口、网线接口以及固定在基板下方的四个调整脚，其中电源接口和网线接口采用线连接，通过线槽分别连接至供电电源和交换机，交换机利用网线通过无线路由器连接至中心计算机；固定在基板下方的四个调整脚用于所有单元模块拼接后的平面调整；扶手即防护栏安装在S型步态通道的四周和每两个通道之间的间隙处，保证每个通道的两侧都有所防护，确保运动障碍患者在测试过程的人身安全；

所述装置中的手指惯性单元节点和身体惯性单元节点，包括设备盒、六轴惯性传感器、超小型超低功耗WIFI模块、锂电池、电源按键、LED状态指示灯、同步充电接口以及标签，其中超小型超低功耗WIFI模块、锂电池、电源按键、LED状态指示灯以及同步充电接口嵌入在设备盒内，设备盒表面留有相应的电源按键接口和LED状态指示灯接口，设备盒侧面留有同步充电接口，并贴有标签；手指惯性单元节点包含2个六轴惯性传感器，2个六轴惯性传感器与设备盒之间通过线缆连接；身体惯性单元节点仅含有1个六轴惯性传感器，单个六轴惯性传感器采用内置方式，嵌入在设备盒内；所述的手指惯性单元节点，其设备盒是由长度可调弹性绑带固定到待测手指所在的手腕处，2个惯性传感器分别嵌入在一个弹性指套内，指套分别套在待测大拇指和食指上，使得惯性传感器与待测手指紧密贴合；所述的身体惯性单元节点，其设备盒侧面分别贴有身体10个部位的标签，即：左、右小臂，左、右大臂，左、右小腿，左、右大腿，后背及腰部。根据标签将设备盒由长度可调弹性绑带和不同型号弹性马甲背心分别固定到身体对应的部位，其中左、右小臂，左、右大臂，左、右小腿，左、右大腿部位使用绑带固定，后背及腰部使用背心对应位置的口袋固定；所述的手指惯性单元节点和身体惯性单元节点采用WIFI方式通过无线路由器与中心计算机进行连接；

所述超小型超低功耗WIFI模块采用WIFI微控制器MX1081，微控制器MX1081集成了IEEE 802.11MAC、基带、射频以及一个可以运行WIFI网络协议栈和应用程序的微控制器核心。所述超小型超低功耗WIFI模块物理尺寸为21mm×18mm，保持无线网络连接需约7mA电流，待机功耗约为8μA，当传输周期为100ms、以20kbps传输数据时平均功耗约为24mA。

所述装置中的高速影像采集单元包括高速摄像头、电动云台、微控制单元、网络接口以及电源接口，其中高速摄像头固定在电动云台上方，电动云台侧面留有网络接口和电源接口；微控制单元对电动云台进行控制，电动云台的调整角度为水平方向0度到355度，垂直向下方向0度到20度，垂直向上方向0度到90度；电源接口连接至供电电源，网络接口经过无线路由器与中心计算机实现交互连接。

所述装置中的手指惯性单元节点和身体惯性单元节点，其组成单元的功能如下：

设备盒集成超小型超低功耗WIFI模块、锂电池、电源按键、LED状态指示灯、同步充电接口以及标签于一体，便于固定在人体的对应部位；超小型超低功耗WIFI模块利用WIFI方式通过无线路由器与中心计算机实现互联，采集并传输六轴惯性传感器获取的三轴加速度信息和三轴陀螺信息；锂电池能够保证系统稳定工作4小时以上；电源按键用于打开和关闭锂电池供电；两个LED状态指示灯分别代表工作状态指示灯和充电状态指示灯，其充电状态指示灯常亮表示锂电池处于充电状态，充电完成后充电状态指示灯自动熄灭；工作状态指示常亮表示锂电池处于供电状态，无线WIFI连接已建立，惯性单元节点处于待机状态；工作状态指示灯慢闪，即频率为1Hz，表示惯性单元节点已同步，快闪，即频率为10Hz，表示惯性单元节点正在进行数据采集；同步充电接口用于锂电池充电以及惯性单元节点之间的同步；惯性单元节点处于待机状态时，可以通过中心计算机对其配置进行读取和修改，如IP地址，采样频率、加速度量程和陀螺仪量程等；惯性单元节点还具有自动断电功能和软关机功能，其自动断电功能是指：当惯性单元节点离线时间超过三分钟时，自动断电；软关机功能是指：中心计算机通过控制命令同样可以使节点自动断电。

所述装置中的S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元的各自功能以及各自所进行的指定动作测试如下：

所述装置中的S型步态通道，其柔性力敏传感器用于获取指定动作测试过程中的步态时空参数和足底压力分布特征，步态时空参数包括步长、步宽、步相角、步速、步频、周期、摆动时间、双支撑时间以及着地时间等，足底压力分布特征包括峰力值、达峰力值时间、冲量以及负荷率；三维力测力平台用于获取指定动作测试过程中的足地接触作用力，包括左右剪切力、前后剪切力和垂直支撑力；静态平衡测试仪用于获取指定动作测试下的重心移动轨迹，以此衡量人体处于指定动作下的静态平衡能力；基于柔性力敏传感器和三维力测力平台所进行的指定测试为：测试者从S型步态通道的入口处，2次以正常速度通过S型步态通道；基于静态平衡测试仪所进行的指定测试为：双臂向前伸展，静止站立在平衡仪上，分别进行双足站立睁眼状态和双足站立闭眼状态测试，各30s；

所述装置中的手指惯性单元节点用于测量指定动作下的手指震颤信息，其指定动作测试包括：静止性震颤，即坐在椅子上，双手平放在大腿上方保持静止，30s；姿势性震颤，即在站立状态下分别做下述三个动作：(1)双臂向前伸展，保持与肩同宽，30s；(2)屈肘平放于胸前，手掌向下，30s；(3)屈肘平放于胸前，手掌向上，30s；动作性震颤，即端起放在桌上的水杯，模拟喝水的动作，然后放回；手指捏合，即伸出拇指和食指，交替进行开合动作，30s；握拳攥紧，即交替执行五指伸展和握紧动作，30s；

所述装置中的身体惯性单元节点用于测量指定动作下的肢体震颤信息和身体各环节姿态信息，其指定动作测试包括：手部交替运动，即用一只手的手掌、手背交替拍打另一只手的手掌，先右手后左手，各30s；双腿抬起落下即坐在椅子上，用双脚后跟重复抬起拍打地面，30s；TUG测试，即坐在有扶手的椅子上，起立，沿着设定好的路线行走，遇到标志物后转身180度沿原路返回到椅子的位置，坐下；坐-立-坐测试，即由坐到站，保持站立30s，再坐下；指鼻，即分别在睁眼和闭眼的状态下，伸出双手的食指，其余四指握紧，垂放于身体两侧，然后交替抬起一侧手臂，并用食指指向鼻尖，30s。

所述装置中的高速影像采集单元用于记录S型步态通道、手指惯性单元节点和身体惯性单元节点的每次测试过程，通过测试过程的回放分析，便于多个医师对同一测试者的运动障碍症状进行多次评估，便于研究人员对运动障碍症状的关键特征参数进行提取和分析。

所述装置中数据采集单元模块中的4个采集单元，S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元在中心计算机的统一控制下，经过时钟同步服务器实现4个采集单元在时域上的精确同步，具体实现步骤如下：

a、初始化：在确保各个单元模块之间正确连接的基础上，打开供电电源，启动中心计算机及其内的集成化测试分析模块，启动数据采集单元模块；所述的各个单元模块之间正确连接是指：S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪通过网线连接至交换机，交换机通过网线连接至无线路由器；手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点以及同步状态灯通过同步连接线连接至惯性单元同步盒，惯性单元同步盒通过网线连接至无线路由器；高速影像采集单元通过网线连接至无线路由器；无线路由器通过网线连接至中心计算机；

b、建立网络连接：中心计算机内的集成化测试分析模块通过网络套接字实现与S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元之间的连接；若建立网络连接成功，则进入下一步；否则返回a；

c、预同步：中心计算机内的集成化测试分析模块发送预同步指令到S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元，并等待S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元的反馈信息；其中，S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒和高速影像采集单元的预同步方式通过有线网络实现，手指惯性单元节点和所有身体惯性单元节点的预同步方式通过无线WIFI实现；若S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元的反馈信息正确，则预同步成功，进入下一步；否则，预同步失败，重启数据采集单元模块，返回b；

d、同步：中心计算机内的集成化测试分析模块发送同步指令到S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点、惯性单元同步盒和高速影像采集单元，并等待所有单元模块的反馈信息；其中，S型步态通道的中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒和高速影像采集单元的同步方式通过有线网络实现，手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和同步状态灯的同步方式通过惯性单元同步盒向其发送电信号实现；若所有单元模块的反馈信息正确，则同步状态灯点亮，同步成功；否则，同步状态灯闪烁，同步失败，重启数据采集单元模块，返回b；

e、结束。

所述中心计算机内的集成化测试分析模块构成如下：

(1)统一的数据采集、显示和分析模块，构建友好的人机交互界面；

(2)提供整个装置采集模式选择功能，装置中各子模块单元参数配置功能，各子模块单元采集通道选择功能以及在测试过程中指定动作选择功能，整个装置在实现所有单元模块同步采集的基础上，装置中的各个子模块单元也可独立工作；

(3)有机集成所有单元模块的同步采集数据，建立帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状的量化评估模型，进行指定动作数据的对比性分析和关联耦合性分析，提取指定动作过程中的共性特征和个性特征数据；

(4)统一的数据存储和数据库模块，记录所有测试人员的基本信息，所有指定动作的测试过程，所有指定动作下的采集数据和数据分析结果，所有临床医师对测试人员运动障碍症状的评估打分；

(5)提供存储数据导出接口，为相关理论研究和第三方软件的应用开发提供数据平台。

一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测方法，包括开始，装置初始化，装置启动；添加测试人员基本信息或查找已有测试人员；采集模式选择；数据采集单元模块同步；实时采集、显示和存储指定动作下的数据；分析数据、存储量化评估结果并打印。该方法的具体步骤为：

a、开始，装置初始化，装置启动；

b、添加测试人员基本信息或查找已有测试人员：若测试人员第一次测试，首先添加测试人员基本信息；否则在已有的人员记录中查找对应的测试人员；

c、采集模式选择：针对数据采集单元模块中4个采集单元，S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元，可以选择4个采集单元同步采集、4个采集单元中的3个或2个采集单元同步采集、以及4个采集单元中的任何一个独立采集；若选择4个采集单元同步采集、4个采集单元中的3个或2个采集单元同步采集，则首先对所选采集单元实现时域上的精确同步；若选择4个采集单元中的任何一个单元独立采集，中心计算机与所选采集单元之间建立网络连接后，可直接发送开始采集命令到所选的采集单元，并进行数据采集；

d、选择指定动作进行测试，实时采集、显示和存储指定动作过程下的数据：根据所选择的采集模式，选择需要做的指定动作进行测试，并对指定动作过程中的实时采集数据进行实时显示和存储；

e、分析数据、存储量化评估结果并打印：所有指定动作测试结束后，集成化测试分析模块根据已建立的量化评估模型，进行指定动作数据的对比性分析和关联耦合性分析，对运动障碍症状进行量化评估，并将评估结果存储在数据库中，最后生成报表并打印；

f、结束。

本发明相对于现有技术的优点在于：

(1)本发明帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置包括S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点、高速影像采集单元、中心计算机、惯性单元同步盒、同步状态灯、无线路由器、交换机、供电电源，该装置首次将上述多种单元检测技术进行功能级的有机集成，同步无创采集帕金森及相关锥体外系疾病患者在指定动作过程中的步态时空参数、足底压力分布特征、足底与地面接触三维作用力、静态平衡能力、手指震颤信息、肢体震颤信息以及身体各环节姿态信息，通过多源信息的综合分析，全面评估患者的运动障碍症状。

(2)本发明帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测方法包括开始，装置初始化，装置启动；添加测试人员基本信息或查找已有测试人员；采集模式选择；各个数据采集单元模块同步；实时采集、显示和存储指定动作下的数据；分析数据、存储量化评估结果并打印。其中采集模式提供三种可选方式，即4个采集单元同步采集、4个采集单元中的3个或2个采集单元同步采集、以及4个采集单元中的任何一个独立采集；数据采集单元模块中多个采集单元同步过程的具体实现步骤为：开始，装置初始化，装置启动；建立网络连接；预同步；同步。

(3)本发明装置中的S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元与一台中心计算机通过以太网实现互联，经过时钟同步服务器实现各采集信息在时域上的精确同步。装置中的数据采集单元模块利用并行采集、异步传输方式，以较低的成本实现了诸多物理量的同步信息获取。

(4)本发明的量化评测装置及方法使得依靠临床医师经验的主观评定方法得到彻底改观，同时客观的量化评测装置对于运动障碍患者的治疗、康复方案的制定以及疗效和预后的判断具有重要的理论价值和现实的指导意义，如促进我国锥体外系疾病诊疗技术进步，降低社会医疗与患者生活照料成本，提高患者生活质量等。

附图说明

图1是本发明装置的总体结构及装置中各个单元模块之间的连接示意图；

图2是本发明装置中S型步态通道的结构示意图；

图3是本发明装置中手指惯性单元节点及弹性绑带的结构示意图；

图4是本发明装置中身体惯性单元节点及弹性马甲背心的结构示意图；

图5是本发明装置中手指惯性节点和身体惯性节点测试部位的简易示意图；

图6是本发明装置中高速影像采集单元的结构示意图；

图7是本发明装置中中心计算机内的集成化测试分析模块的总体结构框图；

图8是本发明装置中数据采集单元模块中多个采集单元同步过程的实现流程图；

图9是本发明方法的具体实现步骤；

图10是本发明装置中数据采集单元模块进行指定动作测试的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，为本发明装置的总体结构及装置中各个单元模块之间连接示意图；从图1可知，本发明装置包括S型步态通道DU01、手指惯性单元节点DU02、身体惯性单元节点DU03、高速影像采集单元DU04、中心计算机DU05、惯性单元同步盒DU06、同步状态灯DU07、无线路由器DU08、交换机DU09、供电电源DU10。其中，供电电源DU10负责给S型步态通道DU01、高速影像采集单元DU04、中心计算机DU05、惯性单元同步盒DU06、无线路由器DU08和交换机DU09供电；同步状态灯DU07通过同步连接线连接至惯性单元同步盒DU06，交换机DU09和惯性单元同步盒DU06通过网线连接至无线路由器DU08，无线路由器DU08通过网线连接至中心计算机DU05；S型步态通道DU01通过交换机DU09和无线路由器DU08与中心计算机DU05之间建立连接；手指惯性单元节点DU02和身体惯性单元节点DU03通过惯性单元同步盒DU06和无线路由器DU08与中心计算机DU05之间建立连接；高速影像采集单元DU04直接通过无线路由器DU08与中心计算机DU05之间建立连接。

图2是本发明装置中S型步态通道DU01的结构示意图，该通道包括18个柔性力敏传感器单元模块DU0101、5个三维力测力平台DU0102、1个静态平衡测试仪DU0103、线槽DU0104以及扶手(防护栏)DU0105。其中柔性力敏传感器单元模块DU0101之间通过销栓式结构相互咬合，构成S型步态通道DU01的前三个通道；三维力测力平台DU0102与静态平衡测试仪DU0103之间相互独立，构成S型步态通道DU01的第四个通道；扶手即防护栏DU0105安装在S型步态通道DU01的四周和每两个通道之间的间隙处。

图3和图4给出了本发明装置中手指惯性单元节点DU02、身体惯性单元节点DU03及固定手指惯性单元节点和身体惯性单元节点的弹性绑带DU0221和弹性马甲背心DU0223的结构示意图，其中手指惯性单元节点DU02和身体惯性单元节点DU03的设备盒DU0201表面留有相应的电源按键接口DU020101和LED状态灯显示接口DU020102，设备盒DU0201侧面留有同步充电接口DU020103，并贴有标签DU020104；手指惯性单元节点DU02的设备盒DU0201由长度可调弹性绑带DU0221固定到待测手指所在的手腕处，其2个惯性传感器DU0202分别嵌入在一个弹性指套DU0222内，指套DU0222分别套在待测大拇指FP01和食指FP02上，使得惯性传感器DU0202与待测手指紧密贴合；身体惯性单元节点DU03的设备盒DU0201侧面分别贴有身体10个部位的标签DU020104，左小臂BP01、右小臂BU02、左大臂BP03、右大臂BP04、左小腿BP05、右小腿BP06、左大腿BP07、右大腿BP08、后背BP09及腰部BP10，根据标签DU020104的不同将设备盒DU0201由长度可调弹性绑带DU0221和不同型号弹性马甲背心DU0223分别固定到身体对应的部位，其中左小臂BP01、右小臂BU02，左大臂BP03、右大臂BP04，左小腿BP05、右小腿BP06，左大腿BP07、右大腿BP08部位使用绑带DU0221固定，后背BP09及腰部BP10使用背心对应位置的口袋固定，其中后背位置口袋为DU022301、腰部口袋为DU022302。

如图5所示，为本发明装置中手指惯性单元节点DU02和身体惯性单元节点DU03测试部位的简易示意图，其中对于手指惯性单元节点DU02，测试大拇指FP01和食指FP02部位；对于身体惯性单元节点DU03，测试左小臂BP01、右小臂BU02，左大臂BP03、右大臂BP04，左小腿BP05、右小腿BP06，左大腿BP07、右大腿BP08、后背BP09及腰部BP10。

图6为本发明装置中高速影像采集单元DU04的结构示意图，包括高速摄像头DU0401、电动云台DU0402、微控制模块DU0403、网络接口DU0404、电源接口DU0405以及状态灯DU0406，其中高速摄像头DU0401固定在电动云台DU0402上方，电动云台DU0402侧面留有网络接口DU0404、电源接口DU0405和状态灯DU0406；微控制模块DU0403对电动云台DU0402进行控制，电动云台的调整角度为水平方向0度到355度，垂直向下方向0度到20度，垂直向上方向0度到90度；电源接口DU0405连接至供电电源DU10，网络接口DU0404通过无线路由器DU08与中心计算机DU05之间实现交互连接，状态灯DU0406的点亮与熄灭分别表示了供电电源DU10的供电与断电。

图7为本发明装置中中心计算机内的集成化测试分析模块DU0501总体结构框图，该软件通过以太网实现与各个数据采集单元模块DU050101之间的通信，在采集各个单元模块数据的同时，也可实现各个采集单元模块参数配置功能；软件中的数据库DU050102记录所有测试人员的基本信息、人员测试记录、指定动作下采集数据及采集过程、临床医师的评估打分以及数据分析结果；软件提供的人机交互界面DU050103具备统一的数据采集、显示和分析模块，便于控制各个数据采集单元模块、分析数据以及显示和导出采集数据信息和数据分析结果。

如图8所示，为本发明装置中数据采集单元模块DU050101中多个采集单元之间的同步过程具体实现流程图；具体步骤为：

步骤SP01：开始，装置初始化，装置启动；

在确保各个单元模块之间正确连接的基础上，打开供电电源DU10，启动中心计算机DU05及其集成化测试分析模块DU0501，启动S型步态通道DU01、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03以及高速影像采集单元DU04；所述的各个单元模块之间正确连接是指：S型步态通道DU01中的18个柔性力敏传感器单元模块DU0101、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103通过网线连接至交换机DU09，交换机DU09通过网线连接至无线路由器DU08；手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03以及同步状态灯DU07通过同步连接线连接至惯性单元同步盒DU06，同步盒DU06通过网线连接至无线路由器DU08；高速影像采集单元DU04通过网线连接至无线路由器DU08；无线路由器DU08通过网线连接至中心计算机DU05。

步骤SP02：建立网络连接；

中心计算机DU05内的集成化测试分析模块DU0501通过网络套接字实现与S型步态通道DU01中18个柔性力敏传感器单元模块DU0101、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03以及高速影像采集单元DU04之间建立连接；若建立网络连接成功，则进入步骤SP03；否则返回SP01。

步骤SP03：发送预同步指令；

中心计算机DU05内的集成化测试分析模块DU0501发送预同步指令到S型步态通道DU01中的18个柔性力敏传感器单元模块DU0101、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、惯性单元同步盒DU06、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04，并等待S型步态通道DU01中的18个柔性力敏传感器单元模块DU010、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、惯性单元同步盒DU06、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04的反馈信息。

步骤SP04：判断预同步成功与否？

若S型步态通道DU01中的18个柔性力敏传感器单元模块DU010、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、惯性单元同步盒DU06、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04反馈信息正确，则预同步成功，进入SP05；否则，预同步失败，重启数据采集单元模块，返回SP02。

步骤SP05：发送同步指令；

中心计算机DU05内的集成化测试分析模块DU0501发送同步指令到S型步态通道DU01中的18个柔性力敏传感器单元模块DU010、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、惯性单元同步盒DU06、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04，并等待S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块DU010、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、惯性单元同步盒DU06、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04的反馈信息。

步骤SP06：判断同步成功与否？

若S型步态通道DU01中的18个柔性力敏传感器单元模块DU010、5个三维力测力平台DU0102和1个静态平衡测试仪DU0103、惯性单元同步盒DU06、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04的反馈信息正确，则同步状态灯DU07点亮，同步成功；否则，同步状态灯DU07闪烁，即频率为10Hz，同步失败，重启数据采集单元模块，返回SP02。

步骤SP07：结束。

如图9所示，为本发明方法具体实现步骤：

WP01：开始，装置初始化，装置启动；

在确保各个单元模块之间正确连接的基础上，打开供电电源DU10，启动中心计算机DU05及其内的集成化测试分析模块DU0501，启动S型步态通道DU01、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03以及高速影像采集单元DU04。

WP02：判别测试人员第几次进行测试？

若测试人员第一次进行测试，则进入步骤WP03；否则进入步骤WP04。

WP03：添加测试人员基本信息；

WP04：在已有的人员记录中查找对应的测试人员；

WP05：选择采集模式；

针对装置中数据采集单元模块中的4个采集单元，S型步态通道DU01、手指惯性单元节点DU02、身体惯性单元节点DU03和高速影像采集单元DU04，可以选择4个采集单元同步采集、4个采集单元中的3个或2个采集单元同步采集、以及4个采集单元中的任何一个独立采集。根据所选择的采集模式分别进入步骤WP06或WP07；

WP06：若选择4个采集单元同步采集、4个采集单元中的3个或2个采集单元同步采集，则进入步骤WP08；

WP07：若选择4个采集单元中的任何一个单元独立采集，则直接进入步骤WP09；

WP08：多个采集单元同步；

WP09：选择指定动作进行测试，实时采集、显示和存储指定动作过程下的数据；

根据所选择的采集模式，选择需要做的指定动作进行测试，并对指定动作过程中的实时采集数据进行实时显示和存储；

WP10：分析数据、存储量化评估结果并打印；

所有指定动作测试结束后，集成化测试分析模块DU0501根据已建立的量化评估模型，进行指定动作数据的对比性分析和关联耦合性分析，对运动障碍症状进行量化评估，并将评估结果存储在数据库中，最后生成报表并打印；

WP11：结束。

为了节省实验时间，避免病人疲劳，必须合理安排指定动作测试的先后顺序，较为繁琐的惯性节点测试应当放在前面，相对简单的步态测试和静态平衡能力测试放在后面。数据采集单元模块进行指定动作测试的流程图如图10所示。其中，惯性节点测试利用手指惯性单元节点DU02和身体惯性单元节点DU03完成，步态测试和静态平衡能力测试利用S型步态通道DU01完成。

实施例1

在确保各个单元模块之间正确连接的基础上，打开供电电源DU10，启动中心计算机DU05及其内的集成化测试分析模块DU0501，启动S型步态通道DU01、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03以及高速影像采集单元DU04。测试人员第一次进行测试，首先输入测试人员基本信息，将其存入到数据库DU050102中。若选择数据采集单元模块中的4个采集单元同步采集，中心计算机DU05内的集成化测试分析模块DU0501通过预同步指令和同步指令，使得数据采集单元模块中的4个采集单元同步成功，并点亮同步状态灯DU07。然后将手指惯性单元节点DU02和身体惯性单元节点DU03分别固定在身体的对应部位，并进行指定动作测试。其中指定动作测试的先后顺序为：首先利用手指惯性单元节点DU02完成静止性震颤DM02，即坐在椅子上，双手平放在大腿上方保持静止，30s；姿势性震颤，即在站立状态下分别做下述三个动作：(1)双臂向前伸展，保持与肩同宽，30s，即DM03；(2)屈肘平放于胸前，手掌向下，30s，即DM04；(3)屈肘平放于胸前，手掌向上，30s，即DM05；动作性震颤DM06，即端起放在桌上的水杯，模拟喝水的动作，然后放回；手指捏合DM07，即伸出拇指和食指，交替进行开合动作，30s；握拳攥紧DM08，即交替执行五指伸展和握紧动作，30s；然后利用身体惯性单元节点DU03完成手部交替运动，即用一只手的手掌、手背交替拍打另一只手的手掌，先右手后左手，各30s，其中先右手测试为DM09、后左手测试为DM10；双腿抬起落下DM11，即坐在椅子上，用双脚后跟重复抬起拍打地面，30s；TUG测试DM12，即坐在有扶手的椅子上，起立，沿着设定好的路线行走，遇到标志物后转身180度沿原路返回到椅子的位置，坐下；坐-立-坐测试DM13，即由坐到站，站立时停留30s，再坐下；指鼻测试，即分别在睁眼和闭眼的状态下，伸出双手的食指，其余四指握紧，垂放于身体两侧，然后交替抬起一侧手臂，并用食指指向鼻尖，30s，其中睁眼状态下测试为DM14、闭眼状态下测试为DM15；最后利用S型步态通道DU01完成步态测试DM16和静态平衡能力测试DM17，其中步态测试DM16为：测试人员从S型步态通道的入口处，2次以正常速度通过S型步态通道DU01；平衡能力测试DM17为：测试人员双臂向前伸展，静止站立在静态平衡测试仪DM17上，分别进行双足站立睁眼状态和双足站立闭眼状态测试，各30s。所有指定动作测试完毕后，集成化测试分析模块DM0501根据已建立的量化评估模型，进行指定动作数据的对比性分析和关联耦合性分析，对运动障碍症状进行量化评估，并将评估结果存储在数据库DU050102中，生成报表并打印。

实施例2

在确保各个单元模块之间正确连接的基础上，打开供电电源DU10，启动中心计算机DU05及其内的集成化测试分析模块DU0501，启动S型步态通道DU01、手指惯性单元节点DU02、所有身体惯性单元节点DU03以及高速影像采集单元DU04。测试人员进行第二次或非第一次测试，首先在数据库DU050102中查到相应的测试人员，然后选择采集模式，并进行相应的指定动作测试。若选择数据采集单元模块中的单个采集单元独立采集，并利用数据采集模块中的手指惯性单元节点DU02进行独立采集，则集成化测试分析模块DU0501直接发送开始采集命令到手指惯性单元节点DU02，然后将手指惯性单元节点DU02及其两个六轴惯性传感器DU0202分别固定到待测手指的手腕及其手指上，并利用手指惯性单元DU02完成相应的指定动作测试，即完成静止性震颤DM02，即坐在椅子上，双手平放在大腿上方保持静止，30s；姿势性震颤，即在站立状态下分别做下述三个动作：(1)双臂向前伸展，保持与肩同宽，30s，即DM03；(2)屈肘平放于胸前，手掌向下，即30s，即DM04；(3)屈肘平放于胸前，手掌向上，30s，即DM05；动作性震颤DM06，即端起放在桌上的水杯，模拟喝水的动作，然后放回；手指捏合DM07，即伸出拇指和食指，交替进行开合动作，30s；握拳攥紧DM08，即交替执行五指伸展和握紧动作，30s；待指定动作测试完毕后，集成化测试分析模块DM0501根据已建立的量化评估模型，进行指定动作数据的对比性分析和关联耦合性分析，对部分运动障碍症状进行量化评估，并将评估结果存储在数据库DU050102中，生成报表并打印。

实施例3

当测试人员进行第N次测试(N大于等于1)，并选择三种采集模式中的任意一种模式进行采集，即4个采集单元同步采集、4个采集单元中的3个或2个采集单元同步采集、以及4个采集单元中的任何一个采集单元独立采集，具体测试过程可以根据实施例1和实施例2做出相应的改变。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：包括数据采集单元模块、中心计算机、惯性单元同步盒、同步状态灯、无线路由器、交换机、供电电源；数据采集单元模块包含4个采集单元，即S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点、高速影像采集单元；S型步态通道、手指惯性单元节点、身体惯性单元节点和高速影像采集单元与一台中心计算机通过以太网实现互联，经过中心计算机实现4个采集单元在时域上的精确同步；以帕金森和其他相关锥体外系疾病患者为测试对象，数据采集单元模块同步无创采集患者在指定动作下的步态时空参数、足底压力分布特征、足底与地面接触三维作用力、静态平衡能力、手指震颤信息、肢体震颤信息以及身体各环节姿态信息；

所述S型步态通道，包括18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台、1个静态平衡测试仪、线槽以及扶手即防护栏，其中柔性力敏传感器单元模块用于获取指定动作测试过程中的步态时空参数和足底压力分布特征，柔性力敏传感器单元模块之间通过销栓式结构相互咬合，构成S型步态通道的前三个通道；三维力测力平台用于获取指定动作测试过程中的足底与地面接触三维作用力；静态平衡测试仪用于获取指定动作测试下的重心移动轨迹，以此衡量人体处于指定状态下的静态平衡能力；三维力测力平台和静态平衡测试仪之间相互独立，构成S型步态通道的第四个通道；所述S型步态通道中的柔性力敏传感器单元模块、三维力测力平台、静态平衡测试仪均具有电源接口、网线接口以及固定在基板下方的四个调整脚，其中电源接口和网线接口采用线连接，通过线槽分别连接至供电电源和交换机，交换机利用网线通过无线路由器连接至中心计算机；固定在基板下方的四个调整脚用于所有单元模块拼接后的平面调整；扶手即防护栏安装在S型步态通道的四周和每两个通道之间的间隙处，保证每个通道的两侧都有所防护，确保运动障碍患者在测试过程的人身安全；

所述手指惯性单元节点用于测量指定动作下的手指震颤信息，所述身体惯性单元节点用于测量指定动作下的肢体震颤信息和身体各环节姿态信息；所述手指惯性单元节点和身体惯性单元节点，包括设备盒、六轴惯性传感器、超小型超低功耗WIFI模块、锂电池、电源按键、LED状态指示灯、同步充电接口以及标签，其中超小型超低功耗WIFI模块、锂电池、电源按键、LED状态指示灯以及同步充电接口嵌入在设备盒内，设备盒表面留有相应的电源按键接口和LED状态指示灯接口，设备盒侧面留有同步充电接口，并贴有标签；所述的手指惯性单元节点包含2个六轴惯性传感器，2个六轴惯性传感器与设备盒之间通过线缆连接；所述的身体惯性单元节点仅含有1个六轴惯性传感器，单个六轴惯性传感器采用内置方式，嵌入在设备盒内；所述的手指惯性单元节点和身体惯性单元节点通过无线路由器采用WIFI方式实现与中心计算机之间的交互连接；

所述高速影像采集单元，用于记录S型步态通道、手指惯性单元节点和身体惯性单元节点的每次测试过程，通过测试过程的回放分析，便于对同一测试者的运动障碍症状进行多次评估，便于对运动障碍症状的关键特征参数进行提取和分析；

所述中心计算机通过以太网实现与各个数据采集单元模块之间的通信和在时域上的精确同步，中心计算机内有集成化测试分析模块，集成化测试分析模块在采集各个单元模块数据的同时，也可对各个采集单元模块进行参数配置；集成化测试分析模块中的数据库记录所有测试人员的基本信息、人员测试记录、指定动作下采集的数据、临床医师的评估打分以及数据分析结果；集成化测试分析模块提供的人机交互界面具备统一的数据采集、显示和分析模块，便于控制各个数据采集单元模块、分析数据以及显示和导出采集数据和数据分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述步态时空参数包括步长、步宽、步相角、步速、步频、周期、摆动时间、双支撑时间以及着地时间；所述足底压力分布特征包括峰力值、达峰力值时间、冲量以及负荷率；所述足底与地面接触三维作用力，包括左右剪切力、前后剪切力和垂直支撑力。

3.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述基于S型步态通道中的柔性力敏传感器和三维力测力平台所进行的指定动作测试为：测试人员从通道的入口处，2次以正常速度通过通道；基于S型步态通道中的静态平衡测试仪所进行的指定动作测试为：测试人员双臂向前伸展，静止站立在平衡仪上，分别进行双足站立睁眼状态和双足站立闭眼状态测试，各30s。

4.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述手指惯性单元节点的设备盒是由长度可调弹性绑带固定到待测手指所在的手腕处，2个惯性传感器分别嵌入在一个弹性指套内，指套分别套在待测大拇指和食指上，使得惯性传感器与待测手指紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述身体惯性单元节点的设备盒侧面分别贴有身体10个部位的标签，10个部位的标签分别为：左、右小臂，左、右大臂，左、右小腿，左、右大腿，后背及腰部；根据标签将设备盒由长度可调弹性绑带和不同型号弹性马甲背心分别固定到身体对应的部位，其中左、右小臂，左、右大臂，左、右小腿，左、右大腿部位使用绑带固定，后背及腰部使用背心对应位置的口袋固定。

6.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述超小型超低功耗WIFI模块利用WIFI方式经无线路由器与中心计算机实现互联，采集并传输六轴惯性传感器获取的三轴加速度信息和三轴陀螺信息；锂电池能够保证系统稳定工作4小时以上；电源按键用于打开和关闭锂电池供电；两个LED状态指示灯分别代表工作状态指示灯和充电状态指示灯，其充电状态指示灯常亮表示锂电池处于充电状态，充电完成后充电状态指示灯自动熄灭；工作状态指示常亮表示锂电池处于供电状态，无线WIFI连接已建立，惯性单元节点处于待机状态；工作状态指示灯慢闪表示惯性单元节点已同步，快闪表示惯性单元节点正在进行数据采集；同步充电接口用于锂电池充电以及惯性单元节点之间的同步；惯性单元节点处于待机状态时，通过中心计算机对惯性单元节点配置进行读取和修改，惯性单元节点配置包括IP地址，采样频率、加速度量程和陀螺仪量程；惯性单元节点还具有自动断电功能和软关机功能，其自动断电功能是指：当惯性单元节点离线时间超过三分钟时，自动断电；软关机功能是指：中心计算机通过控制命令同样能够使节点自动断电。

7.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述手指惯性单元节点用于测量指定动作下的手指震颤信息时，其指定动作测试包括：静止性震颤，即坐在椅子上，双手平放在大腿上方保持静止，30s；姿势性震颤，即在站立状态下分别做下述三个动作：(1)双臂向前伸展，保持与肩同宽，30s；(2)屈肘平放于胸前，手掌向下，30s；(3)屈肘平放于胸前，手掌向上，30s；动作性震颤，即端起放在桌上的水杯，模拟喝水的动作，然后放回；手指捏合，即伸出拇指和食指，交替进行开合动作，30s；握拳攥紧，即交替执行五指伸展和握紧动作，30s。

8.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述的身体惯性单元节点用于测量指定动作下的肢体震颤信息和身体各环节姿态信息时，其指定动作测试包括：手部交替运动，即用一只手的手掌、手背交替拍打另一只手的手掌，先右手后左手，各30s；双腿抬起落下，即坐在椅子上，用双脚后跟重复抬起拍打地面，30s；TUG测试即坐在有扶手的椅子上，起立，沿着设定好的路线行走，遇到标志物后转身180度沿原路返回到椅子的位置，坐下；坐-立-坐测试即由坐到站，保持站立30s，再坐下；指鼻，即分别在睁眼和闭眼的状态下，伸出双手的食指，其余四指握紧，垂放于身体两侧，然后交替抬起一侧手臂，并用食指指向鼻尖，30s。

9.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述的高速影像采集单元包括高速摄像头、电动云台、微控制模块、网络接口以及电源接口，其中高速摄像头固定在电动云台上方，电动云台侧面留有网络接口和电源接口；微控制单元对电动云台进行控制，电动云台的调整角度为水平方向0度到355度，垂直向下方向0度到20度，垂直向上方向0度到90度；电源接口连接至供电电源，网络接口经过无线路由器与中心计算机实现交互连接。

10.根据权利要求1所述的一种帕金森及相关锥体外系疾病运动障碍症状量化评测装置，其特征在于：所述中心计算机实现数据采集单元模块在时域上的精确同步的具体实现步骤如下：

a、开始，装置初始化，装置启动：在确保各个单元模块之间正确连接的基础上，打开供电电源，启动中心计算机及其内的集成化测试分析模块，启动数据采集单元模块；所述的各个单元模块之间正确连接是指：S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪通过网线连接至交换机，交换机通过网线连接至无线路由器；手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点以及同步状态灯通过同步连接线连接至惯性单元同步盒，惯性单元同步盒通过网线连接至无线路由器；高速影像采集单元通过网线连接至无线路由器；无线路由器通过网线连接至中心计算机；

b、建立网络连接：中心计算机内的集成化测试分析模块通过网络套接字实现与S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元之间建立连接；若建立网络连接成功，则进入下一步；否则返回a；

c、预同步：中心计算机内的集成化测试分析模块发送预同步指令到S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元，并等待S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元的反馈信息；其中，S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒和高速影像采集单元的预同步方式通过有线网络实现，手指惯性单元节点和所有身体惯性单元节点的预同步方式通过无线WIFI实现；若S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元的的反馈信息正确，则预同步成功，进入下一步；否则，预同步失败，重启数据采集单元模块，返回b；

d、同步：中心计算机内的集成化测试分析模块发送同步指令到S型步态通道中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和高速影像采集单元、惯性单元同步盒和高速影像采集单元，并等待所有单元模块的反馈信息；其中，S型步态通道的中的18个柔性力敏传感器单元模块、5个三维力测力平台和1个静态平衡测试仪、惯性单元同步盒和高速影像采集单元的同步方式通过有线网络实现，手指惯性单元节点、所有身体惯性单元节点和同步状态灯的同步方式通过惯性单元同步盒向其发送电信号实现；若所有单元模块的反馈信息正确，则同步状态灯点亮，同步成功；否则，同步状态灯闪烁，同步失败，重启数据采集单元模块，返回b；

e、结束。