TWI677322B - 肌力分級檢測裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
一種肌力分級檢測裝置及方法,其用以檢測受測者的肌力狀態。肌力分級檢測裝置包含慣性量測單元、處理單元和壓力感測單元。慣性量測單元用以配置於受測者的部位且依據此部位的運動狀態得到對應此部位之慣性資料。壓力感測單元用以偵測施加於此部位之外力以得到壓力資料。處理單元用以對慣性資料和壓力資料進行運算處理,以得到評估量值,依據此評估量值取得對應此部位之肌力資訊。其中,此評估量值包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合。
Description
本發明是有關於一種用以檢測受測者之肌力狀態的裝置與方法,且特別是一種可依據受測者的運動狀態來判別對應的肌力分級的裝置與方法。
隨著醫療技術的進展和衛生環境的改善,近幾十年來全球人口的平均壽命已大幅提高。然而,受到飲食習慣改變和生活壓力增加的影響,罹患腦部和神經病變的患者亦逐漸增多。若是傷及到中樞神經,則可能導致產生肢體偏癱症狀等後遺症,即肢體無法自如運動。因此,腦部或神經受損所造成之肢體偏癱症狀的照護與醫療問題需被關注。另一方面,愈多交通傷害和運動傷害也伴隨著愈趨頻繁的交通活動和體育活動發生。若是造成神經或肌肉等組織受損,則可能導致患者受傷的部位不能正常運動。對於具有身體運動問題的患者而言,復健治療的品質會影響其復原效果和速度。一般而言,若是可準確評估患者的健康狀態並施予合適的治療方式,則患者的復原情況可有效提升,且其復健時間也可有效縮短。
就目前的復健治療而言,患者的肌力評估主要還是以醫師、物理治療師或復健師等醫護專業人員的經驗進
行。然而,主觀判斷可能會有誤判患者肌力程度的風險,導致對應的治療方式也跟著錯誤。另一方面,雖然相關產業已發展出測試肌肉張力的儀器,但是這些儀器的價格昂貴且體積龐大,故大多醫療單位採用現有肌力評估儀器的意願不大。
本發明的目的是在於提供一種肌力分級檢測裝置及其方法,其可透過角度及速度獲得受測者的肌力分級資訊,以此評估受測者的肌肉運動狀態者。
本發明之一目的是在於提出一種肌力分級檢測裝置,此肌力分級檢測裝置用以檢測受測者的肌力狀態且包含慣性量測單元、壓力感測單元和處理單元。慣性量測單元用以配置於受測者的部位且依據此部位的運動狀態得到對應此部位之慣性資料。壓力感測單元用以偵測施加於此部位之外力以得到壓力資料。處理單元用以對慣性資料和壓力資料進行運算處理,以得到評估量值,依據評估量值取得對應此部位之肌力分級資訊。其中,上述之評估量值包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合。
依據本發明之一實施例,上述慣性量測單元得到之部位的慣性資料包含角速度資料和加速度資料。
依據本發明之又一實施例,上述慣性量測單元包含陀螺儀(gyroscope)、加速度計與方向計中之至少一者。
依據本發明之又一實施例,上述肌力資訊包含醫學研究會議(Medical Research Council;MRC)肌力分數資訊。
依據本發明之又一實施例,上述肌力分級檢測裝置更包含通知單元,此通知單元用以提示肌力資訊。
根據本發明之上述目的,另提出一肌力分級檢測裝置,此肌力分級檢測裝置用以檢測受測者的肌力狀態且包含第一慣性量測單元、第二慣性量測單元、壓力感測單元和處理單元。第一慣性量測單元用以配置於受測者的第一部位且依據第一部位的運動狀態得到對應第一部位的第一慣性資料。第二慣性量測單元用以配置於受測者的第二部位且依據第二部位的運動狀態得到對應第二部位的第二慣性資料。壓力感測單元用以偵測施加於第一部位或第二部位之外力以得到壓力資料。處理單元用以對第一慣性資料、第二慣性資料和壓力資料進行運算處理,以得到評估量值,依據評估量值取得對應第一部位和第二部位的肌力分級資訊。其中,評估量值包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合。
依據本發明之一實施例,上述第一慣性量測單元得到之第一部位的第一慣性資料和上述第二慣性量測單元得到之第二部位的第二慣性資料中之至少一者包含角速度資料和加速度資料。
依據本發明之又一實施例,上述肌力資訊包含醫學研究會議肌力分數資訊。
根據本發明之上述目的,另提出一肌力分級檢測方法,此肌力分級檢測方法用以檢測受測者的肌力狀態且包含下列步驟。首先,配置至少一慣性量測單元於受測者的至少一部位,以分別依據此至少一部位的運動狀態得到對應此至少一部位的慣性資料。接著,配置壓力感測單元於受測者之至少一部位的其中一部位,此壓力感測單元用以偵測施加於此的外力以得到壓力資料。然後,對慣性資料和壓力資料進行運算處理,以得到評估量值,依據評估量值取得對應此至少一部位的肌力資訊。其中,上述之評估量值包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合。
依據本發明之一實施例,上述肌力資訊包含醫學研究會議肌力分數資訊。
100、400、700‧‧‧肌力分級檢測裝置
102‧‧‧外殼
102A‧‧‧受力面
104‧‧‧顯示單元
106‧‧‧接口
110、410A、410B、710A、710B‧‧‧慣性量測單元
120、420A、720B‧‧‧壓力感測單元
130、430A、730A‧‧‧處理單元
140、440A、740A‧‧‧通知單元
400A、700A‧‧‧第一模組
400B、700B‧‧‧第二模組
450A、450B、750A、750B‧‧‧通訊單元
900‧‧‧肌力分級檢測方法
910、920‧‧‧步驟
a、aL、aU‧‧‧加速度
F、FL、FU‧‧‧外力
V、VL、VU‧‧‧速度
θ、θL、θU‧‧‧角度
ω、ωL、ωU‧‧‧角速度
為了更完整了解實施例及其優點,現參照結合所附圖式所做之下列描述,其中:〔圖1A〕繪示依據本發明實施例之肌力分級檢測裝置的外觀示意圖;〔圖1B〕繪示〔圖1A〕之肌力分級檢測裝置的功能方塊示意圖;〔圖2〕係將本發明實施例之肌力分級檢測裝置配置於受測者身上進行肌力檢測的示意圖;〔圖3〕係將本發明實施例之肌力分級檢測裝置配置於受測者身上進行肌力檢測並施加外力於肌力分級檢測裝置上的示意圖;
〔圖4〕繪示依據本發明實施例之肌力分級檢測裝置的示意圖;〔圖5〕係將本發明實施例之肌力分級檢測裝置配置於受測者身上進行肌力檢測的示意圖;〔圖6〕係將本發明實施例之肌力分級檢測裝置配置於受測者身上進行肌力檢測並施加外力於肌力分級檢測裝置之一模組上的示意圖;〔圖7〕繪示依據本發明實施例之肌力分級檢測裝置的示意圖;〔圖8〕係將本發明實施例之肌力分級檢測裝置配置於受測者身上進行肌力檢測並施加外力於肌力分級檢測裝置之一模組上的示意圖;以及〔圖9〕係依據本發明實施例之肌力分級檢測方法的流程圖。
以下仔細討論本發明的實施例。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
在本文中所使用之「第一」和「第二」等詞,並非指稱特定次序或順位,亦非用以限定本案,其僅為了區別以相同技術用語描述的元件。
在本文中所使用之「耦接」一詞,可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸,或是相互間接作實體或電性接觸,而「耦接」還可指二或多個元件相互操作或動作。
請參照圖1A和圖1B,圖1A繪示依據本發明實施例之肌力分級檢測裝置100的外觀示意圖,且圖1B繪示依據本發明實施例之肌力分級檢測裝置100的功能示意圖。肌力分級檢測裝置100用以檢測受測者的肌力狀態,以藉由該肌力狀態來評估受測者的肌肉及關節運動情形,其外觀主要為外殼102,且在外殼102的內部包含慣性量測單元110、壓力感測單元120、處理單元130和通知單元140。外殼102主要用以保護慣性量測單元110、壓力感測單元120、處理單元130、通知單元140和其他元件。除此之外,外殼102還可採用防水、防震、防摔和/或防塵等設計。肌力分級檢測裝置100可藉由扣環、拉鍊、魔鬼氈、伸縮帶或其他元件配置在受測者的部位上(例如肘關節附近、膝關節附近、腕關節附近或踝關節附近等部位),但不限於此。
慣性量測單元110依據肌力分級檢測裝置100配置於受測者的部位上的運動狀態得到對應此部位的慣性資料。慣性量測單元110可以是九軸加速度感測模組,其包含陀螺儀、加速度計、方向計和/或相似元件,且其取得的慣性資料包含角速度資料和加速度資料等三維軸度資料。
壓力感測單元120用以偵測施加在肌力分級檢測裝置100配置於受測者之部位上的外力,以得到對應此部位的壓力資料。如圖1A所示,外殼102具有受力面102A,
此受力面102A用以接受外部施加的外力,且壓力感測單元120感測施加於受力面102A上的外力並將感測結果轉換為壓力資料。藉此,本發明之實施例可透過施加於該壓力感測單元120的外力提供受測者一阻力,以為後續判斷肌力分級的條件之一。
處理單元130用以在一特定施測時間內對慣性量測單元110得到的慣性資料進行取樣及運算處理,以得到一評估量值,並依據該評估量值取得對應肌力分級檢測裝置100配置於受測者之部位的肌力資訊。其中,該評估量值可以包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合。舉例而言,處理單元130對角速度資料和加速度資料等進行運算處理而得到角度資料和速度資料,且再依據角度資料、速度資料得到肌力資訊。肌力分級檢測裝置100的施測時間和處理單元130對慣性資料的取樣頻率可依據例如受測者的肌力特徵(例如身高、性別)和年齡等差異對應調整。
在一些實施例中,處理單元130更可用以對壓力感測單元120得到的壓力資料進行運算處理,以於壓力條件下,透過角度資料和速度資料得到對應肌力資訊。
特別地,處理單元130可依據醫學研究會議(Medical Research Council;MRC)制定之肌力量表將壓力資料、角度資料、速度資料轉換為MRC肌力分數。也就是說,藉由處理單元130進行運算處理所得到的肌力資訊可包含MRC肌力分數。MRC肌力分數分為6個等級,其分別對應的肌肉活動描述如表1所示。
通知單元140可將角度資料、速度資料、壓力資料、施測時間、肌力資訊、穩定度資訊或是其他可由肌力分級檢測裝置100得到的資料或資訊以各種方式提示。舉例而言,通知單元140可將壓力資料、施測時間、肌力資訊(例如MRC肌力分數)和/或穩定度資訊傳輸至顯示單元104並由顯示單元104即時顯示出。在一些實施例中,通知單元140亦可將肌力資訊和/或穩定度資訊以聲音或燈號等形式表現出。
此外,在一些實施例中,處理單元130更可藉由任何有線或無線通訊方式將角速度資料、加速度資料、角
度資料、速度資料、壓力資料、施測時間、肌力資訊和/或穩定度資訊傳輸至一遠端(例如電腦、智慧型手機等)。
圖2係將肌力分級檢測裝置100配置於受測者身上進行肌力檢測的示意圖。如圖2所示,肌力分級檢測裝置100配置於受測者的右上臂上,其藉由慣性量測單元110得到角速度ω和加速度a,接著藉由處理單元130的運算得到角度θ和速度V,以得到對應右臂的肌力資訊。若是運算結果顯示角度θ為小於角度閾值(此角度閾值可設定為0至5度)且速度V接近於0,則處理單元130判別受測部位無肌力收縮,即得到的MRC肌力分數為0;若是運算結果顯示角度θ為大於角度閾值但小於大約90度,則處理單元130判別受測部位僅有輕微肌力收縮但無關節運動,即得到的MRC肌力分數為1;若是運算結果顯示角度θ介於大約90度但未實質超過90度,則處理單元130判別受測部位僅可進行水平運動但無法抵抗重力,即得到的MRC肌力分數為2;若是運算結果顯示角度θ實質超過90度,則需更進一步施加外力在受測部位上,以進一步判別得到的MRC肌力分數為3~5中之一者。
接著,請參照圖3,在施加外力F於肌力分級檢測裝置100上的情形下,若是運算結果顯示速度V大於速度閾值且角度θ的變化量大於角度變化閾值(此速度閾值和此角度變化閾值大於0),則處理單元130判別受測部位可抵抗重力運動但無法抵抗外加阻力,即得到的MRC肌力分數為3;若是運算結果顯示速度V介於0與速度閾值之間且角度
θ的變化量介於0與角度變化閾值之間,則處理單元130判別受測部位可抵抗重力和部份外加阻力運動,即得到的MRC肌力分數為4;若是運算結果顯示速度V實質為0且角度θ的變化量實質為0,則處理單元130判別受測部位可正常運動,即得到的MRC肌力分數為5。施加外力F的大小可由顯示單元104顯示出,以提示使用者施加在肌力分級檢測裝置100上的外力F是否適當。同樣地,速度閾值和角度變化閾值亦可依據例如受測者的肌力特徵和年齡等差異對應調整。
另外,處理單元130更可依據角度θ和速度V的變化程度得到對應右臂的穩定度。舉例而言,若是角度θ和速度V的變化量過大或變化次數過於頻繁,則處理單元130判別右臂的肌肉的穩定度不足;若是角度θ和速度V的變化量及變化次數均在容許範圍內(此些容許範圍可依據實際操作對應調整),則處理單元130判別右臂的肌肉具有良好的穩定度。
肌力分級檢測裝置100另可包含接口106,其用以連接電力傳輸線和/或訊號傳輸線。舉例而言,電力源可經由接口106傳輸肌力分級檢測裝置100運作所需之電力至肌力分級檢測裝置100。在一些實施例中,若是肌力分級檢測裝置100由設置在其內部的充電式電池供電,則電力源可經由接口106對肌力分級檢測裝置100的充電式電池進行充電。另外,在一些實施例中,肌力分級檢測裝置100可經由接口106和訊號傳輸線與一遠端有線連接,使得處理單元
130將角度資料、速度資料、壓力資料、施測時間、肌力資訊、穩定度資訊或是其他可由肌力分級檢測裝置100得到的資料或資訊傳輸至此遠端。
本發明之肌力分級檢測裝置亦可採用多個慣性量測單元來分別配置在受測者的相同部位或多個不同部位。請參照圖4,圖4繪示依據本發明實施例之肌力分級檢測裝置400的功能方塊示意圖。如圖4所示,肌力分級檢測裝置400包含第一模組400A和第二模組400B,其中第一模組400A包含慣性量測單元410A、壓力感測單元420A、處理單元430A、通知單元440A和通訊單元450A,而第二模組400B包含慣性量測單元410B和通訊單元450B。第一模組400A和/或第二模組400B的外觀設計可與肌力分級檢測裝置100相同。第一模組400A與第二模組400B可藉由扣環、拉鍊、魔鬼氈、伸縮帶或其他元件分別配置在受測者的相同或不同部位上(例如肘關節附近、膝關節附近、腕關節附近或踝關節附近等部位),但不限於此。在肌力分級檢測裝置400中,慣性量測單元410A、410B與肌力分級檢測裝置100中的慣性量測單元110大致相同或相似,壓力感測單元420A與肌力分級檢測裝置100中的壓力感測單元120大致相同或相似,且通知單元440A與肌力分級檢測裝置100中的通知單元140大致相同或相似,故相關說明在此不贅述。
通訊單元450B用以將慣性量測單元410A得到對應第一部位的慣性資料傳輸至通訊單元450A。通訊單元
450A、450B之通訊連接方式可以是透過例如USB、雙絞線等有線通訊連接,或是例如藍牙(Bluetooth)、WiFi直連(WiFi direct)等無線通訊連接,但不限於此。
處理單元430A用以在一定施測時間內對慣性量測單元410A、410B得到的慣性資料進行取樣及運算處理,以得到對應第一部位和第二部位的肌力資訊。舉例而言,處理單元430A對慣性量測單元410A、410B的角速度資料和加速度資料等進行運算處理而得到慣性量測單元410A、410B的角度資料和速度資料,且再依據慣性量測單元410A、410B的角度資料、速度資料得到對應第一部位和第二部位的肌力資訊。肌力分級檢測裝置400的施測時間和處理單元430A對慣性資料的取樣頻率可依據例如受測者的生理特徵和年齡等差異對應調整。
在一些實施例中,處理單元430A更可用以對壓力感測單元420A得到的壓力資料進行運算處理,以依據對壓力感測單元420A的壓力資料、慣性量測單元410A、410B的角度資料和速度資料得到肌力資訊。此外,處理單元430A亦可依據醫學研究會議制定之肌力量表將壓力資料、角度資料和速度資料轉換為MRC肌力分數。
另外,肌力分級檢測裝置400更可包含顯示單元(圖未繪示),其用以即時顯示施測時間、壓力感測單元420A的壓力資料和/或經由處理單元430A進行運算處理所得到的肌力資訊(例如MRC肌力分數)和/或穩定度資訊等,但不限於此。肌力分級檢測裝置400的顯示單元(圖未
繪示)可設置在第一模組400A或第二模組400B中,或是結構上獨立於第一模組400A和第二模組400B。
圖5係將肌力分級檢測裝置400配置於受測者身上進行肌力檢測的示意圖。如圖5所示,肌力分級檢測裝置400的第一模組400A和第二模組400B分別配置於受測者的右上臂和右下臂上,其分別藉由慣性量測單元410A、410B得到角速度ω和加速度a,接著藉由處理單元430A的運算得到角度θU、θL和速度VU、VL,以分別得到對應右上臂和右下臂的肌力資訊。若是運算結果顯示角度θU、θL為小於角度閾值(此角度閾值可設定為0至5度)且速度VU、VL接近於0,則處理單元430A判別受測部位無肌力收縮,即得到的MRC肌力分數為0;若是運算結果顯示角度θU、θL為大於角度閾值但小於大約90度,則處理單元430A判別受測部位僅有輕微肌力收縮但無關節運動,即得到的MRC肌力分數為1;若是運算結果顯示角度θU、θL介於大約90度但未實質超過90度,則處理單元430A判別受測部位僅可進行水平運動但無法抵抗重力,即得到的MRC肌力分數為2;若是運算結果顯示角度θU、θL實質超過90度,則需更進一步施加外力在受測部位上,以進一步判別得到的MRC肌力分數為3~5中之一者。
接著,請參照圖6,在施加外力FU於第一模組400A上的情形下,若是運算結果顯示速度VU、VL分別大於第一速度閾值、第二速度閾值且角度θU、θL的變化量分別大於第一角度變化閾值和第二角度變化閾值(此第一速度閾
值、此第二速度閾值、此第一角度變化閾值和此第二角度變化閾值大於0),則處理單元430A判別受測部位可抵抗重力運動但無法抵抗外加阻力,即得到的MRC肌力分數為3;若是運算結果顯示速度VU介於0與第一速度閾值之間、速度VL介於0與第二速度閾值之間、角度θU的變化量介於0與第一角度變化閾值之間且角度θL的變化量介於0與第二角度變化閾值之間,則處理單元430A判別受測部位可抵抗重力和部份外加阻力運動,即得到的MRC肌力分數為4;若是運算結果顯示速度VU、VL實質為0且角度θU、θL的變化量實質為0,則處理單元430A判別受測部位可正常運動,即得到的MRC肌力分數為5。施加於第一模組400A上的外力FU大小可由肌力分級檢測裝置400的顯示單元(圖未繪示)顯示出,以提示使用者施加在第一模組400A上的外力FU是否適當。同樣地,第一速度閾值、第二速度閾值、第一角度變化閾值和第二角度變化閾值亦可依據例如受測者的生理特徵和年齡等差異對應調整。
另外,處理單元430A可依據角度θL、θU和速度VL、VU的變化程度得到對應右臂的穩定度。舉例而言,若是角度θL、θU和速度VL、VU的變化量過大或變化次數過於頻繁,則處理單元430A判別右臂的肌肉的穩定度不足;若是角度θL、θU和速度VL、VU的變化量及變化次數均在容許範圍內(此些容許範圍可依據實際操作對應調整),則處理單元430A判別右臂的肌肉具有良好的穩定度。
在一些實施例中,若是第一模組400A和第二模組400B分別配置於受測者肢體關節的兩側,則處理單元430A更可依據慣性量測單元410A、410B得到的慣性資料來得到關節的彎曲角度和/或判別受測者的動作的正確性。以圖5為例,若是角度θL和θU相差過大,或是速度VL、VU的變化量未成正比,則處理單元430A判別出受測者的右臂未處於筆直狀態,即判別出受測者的右肘關節有彎曲。
在其他實施例中,本發明之壓力感測單元和處理單元亦可選擇配置在不同的模組中,如圖7所示,不同於圖4,其係將壓力感測720B設置於第二模組700B,且將處理單元730A設置於第一模組700A,藉此於使用時,可使該壓力感測單元720B位於受測者之下臂,以發揮外加阻力的較佳作用。另外,圖7所繪之其餘構件及其相關配置大致與圖4所描述相同或相似故相關說明在此不贅述。具體配置方式如圖8所示,其中慣性量測單元710A和710B相似於慣性量測單元410A;壓力感測單元720B相似於壓力感測單元420A;處理單元730A相似於處理單元430A;通知單元740A相似於通知單元440A;通訊單元750A和750B相似於通訊單元450A和450B。
應注意的是,圖1A、1B之肌力分級檢測裝置100、圖4之肌力分級檢測裝置400和圖7之肌力分級檢測裝置700僅為本發明之部分特定實施例,其並非用以限制本發明的範圍。舉例而言,在其他實施例中,圖1B之處理單元
130和/或通知單元140可與慣性量測單元110分別位於不同實體中。
請參照圖9,圖9為依據本發明實施例的肌力分級檢測方法900的流程圖。肌力分級檢測方法900用以檢測受測者的肌力狀態且包含下列步驟。首先,進行步驟910,配置至少一慣性量測單元於受測者的至少一部位,以分別依據此至少一部位的運動狀態得到對應此至少一部位的慣性資料。使用的慣性量測單元可以是九軸加速度感測模組,其包含陀螺儀、加速度計、方向計和/或相似元件,且其取得的慣性資料包含角速度資料和加速度資料等等三維軸度資料。然後,進行步驟920,對此至少一慣性量測單元得到的慣性資料進行運算處理,以得到對應此至少一部位的肌力資訊。在一些實施例中,步驟910更可包含配置壓力感測單元於受測者的一部位以感測施加於此部位的外力,其中壓力感測單元的配置處可以是與慣性量測單元的配置處實質相同,且步驟920可對應變為對此至少一慣性量測單元得到的慣性資料和壓力感測單元得到的壓力資料進行運算處理,以得到對應此至少一部位的肌力資訊。特別地,經由步驟920得到的肌力資訊可包含依據醫學研究會議制定之肌力量表進行轉換而得到的MRC肌力分數。
由以上說明可知,本發明之肌力分級檢測裝置及方法可依據受測部位的運動情形產生慣性資料並據以產生肌力資訊,以便利醫師、物理治療師和復健師等醫護專業人員依據肌力資訊提出對應的治療方式,且避免誤判的風
險。本發明之肌力分級檢測裝置和肌力分級檢測方法為非侵入式,因此不會造成受測者的不適感。此外,本發明之肌力分級檢測裝置還至少具有體積小型化、可攜和低硬體成本等優點。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
Claims (7)
- 一種肌力分級檢測裝置,用以檢測一受測者之肌力,該肌力分級檢測裝置包含:一慣性量測單元,用以配戴於該受測者之一部位且依據該部位之運動狀態得到對應該部位之一慣性資料;一壓力感測單元,該壓力感測單元用以偵測施加於該部位之一外力以得到一壓力資料;以及一處理單元,用以對該慣性資料和該壓力資料進行運算處理,以得到一評估量值,該評估量值包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合,且依據該評估量值取得對應該部位之肌力分級資訊,該肌力分級資訊包含醫學研究會議(Medical Research Council;MRC)肌力分數資訊;其中,若該角度小於一角度閾值且該速度接近於0,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為0;若該角度大於該角度閾值但小於大約90度,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為1;若該角度介於大約90度但未實質超過90度,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為2;若該速度大於一速度閾值且該角度的變化量大於一角度變化閾值,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為3;若該速度介於0與該速度閾值之間且該角度的變化量介於0與該角度變化閾值之間,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為4;若該速度實質為0且該角度的變化量實質為0,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為5;其中,該角度閾值為0至5度,而該速度閾值及該角度變化閾值均大於0。
- 如申請專利範圍第1項所述之肌力分級檢測裝置,其中該慣性量測單元得到之該部位之慣性資料包含一角度資料和一加速度資料,該角度資料與該加速度資料用以經該處理單元換算為該評估量值。
- 如申請專利範圍第1項所述之肌力分級檢測裝置,其中該慣性量測單元包含一陀螺儀(gyroscope)、一加速度計和一方向計中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之肌力分級檢測裝置,更包含一通知單元,該通知單元用以提示該肌力分級資訊。
- 一種肌力分級檢測裝置,用以檢測一受測者之肌力狀態,該肌力分級檢測裝置包含:一第一慣性量測單元,用以配戴於該受測者之一第一部位且依據該第一部位之運動狀態得到對應該第一部位之一第一慣性資料;一第二慣性量測單元,用以配戴於該受測者之一第二部位且依據該第二部位之運動狀態得到對應該第二部位之一第二慣性資料,其中該第一部位與第二部位實質上相異;一壓力感測單元,該壓力感測單元用以偵測施加於該第一部位或該第二部位之一外力以得到一壓力資料;以及一處理單元,用以對該第一慣性資料、該第二慣性資料和該壓力資料進行運算處理,以得到一評估量值,該評估量值包含選自分別對應該第一部位及該第二部位之角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合,且依據該評估量值取得對應該第一部位和該第二部位之肌力分級資訊,該肌力分級資訊包含醫學研究會議(Medical Research Council;MRC)肌力分數資訊;其中,若分別對應該第一部位及該第二部位之角度均小於一角度閾值,且分別對應該第一部位及該第二部位速度均接近於0,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為0;若分別對應該第一部位及該第二部位之角度均大於該角度閾值但均小於大約90度,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為1;若分別對應該第一部位及該第二部位之角度均介於大約90度但未實質超過90度,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為2;若對應該第一部位之速度大於一第一速度閾值,對應該第二部位之速度大於一第二速度閾值,對應該第一部位之角度的變化量大於一第一角度變化閾值,且對應該第二部位之角度的變化量大於一第二角度變化閾值,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為3;若對應該第一部位之速度介於0與該第一速度閾值之間,對應該第二部位之速度介於0與該第二速度閾值之間,對應該第一部位之角度的變化量介於0與該第一角度變化閾值之間,且對應該第二部位之角度的變化量介於0與該第二角度變化閾值之間,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為4;若分別對應該第一部位及該第二部位之速度均實質為0且分別對應該第一部位及該第二部位之角度的變化量均實質為0,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為5;其中,該角度閾值為0至5度,而該第一速度閾值、該第二速度閾值、該第一角度變化閾值及該第二角度變化閾值均大於0。
- 如申請專利範圍第5項所述之肌力分級檢測裝置,其中該第一慣性量測單元得到之該第一部位之第一慣性資料和該第二慣性量測單元得到之該第二部位之第二慣性資料中之至少一者包含一角度資料和一加速度資料,該角度資料與該加速度資料用以經該處理單元換算為該評估量值。
- 一種肌力分級檢測方法,用以檢測一受測者之肌力狀態,該肌力分級檢測方法包含:配置至少一慣性量測單元於該受測者之至少一部位,以依據該至少一部位的運動狀態得到對應該至少一部位的慣性資料;配置一壓力感測單元於該受測者之該至少一部位中之一者,該壓力感測單元用以偵測施加於該至少一部位中之一者之一外力以得到一壓力資料;以及對該慣性資料和該壓力資料進行運算處理,以得到一評估量值,該評估量值包含選自角度、速度、角度變化量及速度變化量之組合,且依據該評估量值取得對應該至少一部位的肌力分級資訊,該肌力分級資訊包含醫學研究會議(Medical Research Council;MRC)肌力分數資訊;其中,若該角度小於一角度閾值且該速度接近於0,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為0;若該角度大於該角度閾值但小於大約90度,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為1;若該角度介於大約90度但未實質超過90度,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為2;若該速度大於一速度閾值且該角度的變化量大於一角度變化閾值,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為3;若該速度介於0與該速度閾值之間且該角度的變化量介於0與該角度變化閾值之間,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為4;若該速度實質為0且該角度的變化量實質為0,則該醫學研究會議肌力分數資訊顯示之MRC肌力分數為5;其中,該角度閾值為0至5度,而該速度閾值及該角度變化閾值均大於0。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7661309B2 (en) * | 2004-10-04 | 2010-02-16 | Industrial Research Limited | Angle and force measurement instrument |
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---|---|---|---|---|
US6792801B2 (en) | 2003-01-15 | 2004-09-21 | Hoggan Health Industries, Inc. | Device for measuring force and angles |
US8206325B1 (en) * | 2007-10-12 | 2012-06-26 | Biosensics, L.L.C. | Ambulatory system for measuring and monitoring physical activity and risk of falling and for automatic fall detection |
TWM397238U (en) | 2009-12-25 | 2011-02-01 | Bion Inc | Measurement device of muscle strength |
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US10188322B2 (en) * | 2014-05-09 | 2019-01-29 | Koninklijke Philips N.V. | Method and apparatus for determining the orientation of an accelerometer |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7661309B2 (en) * | 2004-10-04 | 2010-02-16 | Industrial Research Limited | Angle and force measurement instrument |
TWI455705B (zh) * | 2009-10-07 | 2014-10-11 | Ind Tech Res Inst | 肢段肌力與運動體適偵知系統及方法 |
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