TWI777793B

TWI777793B - 動作評量方法

Info

Publication number: TWI777793B
Application number: TW110136413A
Authority: TW
Inventors: 鍾明桉; 高玉馨
Original assignee: 國立臺北科技大學
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-09-11
Also published as: TW202315578A

Abstract

本發明係一種動作評量方法，包含：一資訊收集步驟、一資訊傳輸步驟以及一資訊處理步驟。在資訊收集步驟中，利用一行動通訊裝置內的一應用程式，開啟一穿戴裝置上的三軸加速規，偵測一受試者的一動作資訊，其中該穿戴式裝置與該三軸加速規構成一資料偵測裝置。在資訊傳輸步驟中，利用該行動通訊裝置，將該動作資訊傳輸至一資訊處理裝置。在資訊處理步驟中，利用該資訊處理裝置內的一資料處理軟體，對該動作資訊進行分析與輸出，供一專業人員進行評量。

Description

動作評量方法

本發明係關於一種評量方法，特別是關於一種動作評量方法。

一般而言，人體的動作皆有三個軸面的動作，傳統的動作評量方式係由專業人員根據評量工具的項目，對受試者施測後以肉眼觀察並評分。但是偶爾會發生不同的治療師對於同一個受試者，給出不同分數的情況，亦即施測者間沒有一致性。另外，過去為了進行動作分析，經常使用動作力板或光學點進行動作的力學分析，藉此取得實證結果。但是，力學分析儀器通常規格龐大且價錢經常高達數百萬，大多只能在實驗室進行使用，難以在臨床上採用，更無法被帶到受試者所在的情境中施測。

隨著物聯網的發展，穿戴式裝置具備輕巧可攜帶的優勢，且相較於傳統的力學板而言非常便宜，只要數百元至數千元不等，增加施測者的選擇性與便利性。實務上，過去的研究將穿戴式裝置運用於以下向度：量測生理訊號、量測患側肢體的使用程度、將量測裝置的訊號與評估工具進行信度與效度考驗、做為結合多種介入模式的成效評估工具、將裝置做為提醒的介入工具、監測活動量、運動後心跳/血氧值、辨識久坐行為。但是，鮮少有研究者將穿戴式裝置與評估工具結合，運用於兒童的動作評量上。

因此，如何提供一種可以客觀評估受測兒童之動作的裝置與方法，是一個值得思考的課題。

鑒於上述內容，本揭露之一態樣係提供一種動作評量方法，包含.一資訊收集步驟，利用一行動通訊裝置內的一應用程式，開啟一穿戴裝置上的三軸加速規，偵測一受試者的一動作資訊，其中該穿戴式裝置與該三軸加速規構成一資料偵測裝置；一資訊傳輸步驟，利用該行動通訊裝置，將該動作資訊傳輸至一資訊處理裝置；以及一資訊處理步驟，利用該資訊處理裝置內的一資料處理軟體，對該動作資訊進行分析與輸出，供一專業人員進行評量；其中，該動作資訊的參數包含執行活動的總時間(秒數)、動作發生過程中的時期(epoch)次數、X軸正規化振幅(m/s²)、Y軸正規化振幅(m/s²)、Z軸的正規化振幅(m/s²)。

10:資料偵測裝置

10a:穿戴式裝置

10b:三軸加速規

20:物品

30:行動通訊裝置

40:資訊處理裝置

50a、50b、50c:傳輸模組

S11、S12、S13、S110、S112、S114、S116:步驟

為讓本發明的上述與其他目的、特徵、優點與實施例能更淺顯易懂，所附圖式之說明如下：

圖1係本發明一實施例之搭配三軸加速規的穿戴裝置示意圖。

圖2係本發明一實施例之受試者使用資料偵測裝置的示意圖。

圖3係繪示本發明一實施例之執行動作評量方法的系統。

圖4係繪示本發明一實施例之動作評量方法。

圖5係繪示本發明一實施例之動作評量方法。

根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依實際比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號指稱相似的元件及部件。

以下揭露提供不同的實施例或示例，以建置所提供之標的物的不同特徵。以下敘述之成分以及排列方式的特定示例是為了簡化本公開，目的不在於構成限制；元件的尺寸和形狀亦不被揭露之範圍或數值所限制，但可以取決於元件之製程條件或所需的特性。例如，利用剖面圖描述本發明的技術特徵，這些剖面圖是理想化的實施例示意圖。因而，由於製造工藝和/公差而導致圖示之形狀不同是可以預見的，不應為此而限定。

再者，空間相對性用語，例如「下方」、「在...之下」、「低於」、「在...之上」以及「高於」等，是為了易於描述圖式中所繪示的元素或特徵之間的關係；此外，空間相對用語除了圖示中所描繪的方向，還包含元件在使用或操作時的不同方向。

首先要說明的是，本發明之實施例運用現有的穿戴式裝置，且該穿戴式裝置搭載三軸加速規，於臨床上對發展遲緩兒童進行動作評量，並揭露動作評量施行方法的設計與流程規劃。目的是讓專業人員在對受試者有使用穿戴式裝置的肢體施行動作評估時，由穿戴式裝置同步收取到動作路徑資料，並透過資料的分析，可以找出目視動作評估時的盲點，做為專業人員進行精準評估的依據。

接著，請參考圖1，圖1係本發明一實施例之搭配三軸加速規的穿戴裝置示意圖。如圖1所示，人體的動作可以根據解剖平面對應到三軸加速規10b 所偵測的三軸方向。當動作發生在垂直面時，代表此動作是對應於地心引力而言向上或向下的方向；當動作發生在矢狀面時，代表動作是由左向右或者由右向左；若動作是發生在前後軸向，則代表動作是向前或向後。使用穿戴式裝置10a搭載的三軸加速規10b可以偵測到三個方向的加速度變化，透過軟體運算獲得最後的三軸數值。在本發明之實施例中，穿戴式裝置10a與三軸加速規10b合稱為資料偵測裝置10。在本發明之實施例中，穿戴式裝置10a可以是穿戴式的手環。

另外，請參考圖2，圖2係本發明一實施例之受試者使用資料偵測裝置的示意圖。資料偵測裝置10之三軸加速規10b的偵測方向會隨著施測者將其放置於受試者的方向而改變，因此需在放置時定義動作所代表的三軸方向。如圖2所示，在本發明之實施例中，施測時將資料偵測裝置10放置於幼兒的手腕處，Z軸定義為垂直於地面的身體中軸；X軸定義為發生在前後軸向的動作；Y軸定義為發生於矢狀面的動作。另外，要特別說明的是，圖2係設定幼兒慣用手為右手；若慣用手為左手則必須將X軸與Y軸定義相反。當幼兒拿取物品20進行相關受評量的活動時，資料偵測裝置10之三軸加速規10b會偵測其手部的動作資訊。所述受評量的活動例如是用色筆畫幾何圖形，或用剪刀剪直線，或積木遊戲等等。

在本發明之實施例中，三軸加速規10b乃是採用市售穿戴式裝置搭載的三軸加速規，同時搭配其開發的APP使用。舉例來說，三軸加速規10b是美國德州儀器公司於2015年出產之CC2650STK三軸加速規傳感器(長度約五公分，寬度約4公分)，可以直接以彈性帶固定於受試者的慣用手手腕處。另外，可以下載原廠開發的APP(ST BLE Sensor)進行相關操作。

接著，請參考圖3，圖3係繪示本發明一實施例之執行動作評量方法的系統。如圖3所示，三軸加速規10b是專為移動應用而設計的裝置，具有高性能和低功耗的特性，也可直接放置於人體上，不具有侵入式的危險性。資料偵測裝置10、行動通訊裝置30與資訊處理裝置40透過各自的傳輸模組50a、50b、50c 而進行資料傳輸。在本發明之實施例中，傳輸模組50a、50b、50c可以是USB模組或藍芽模組。在本發明之實施例中，行動通訊裝置30可以是智慧型手機或平板；資訊處理裝置40可以是桌上型電腦或筆記型電腦等終端裝置。

接著，請一併參考圖3與圖4，圖4係繪示本發明一實施例之動作評量方法。如圖4所示，本發明之實施例提供一種動作評量方法。此動作評量方法至少包含步驟S11、S12以及S13。

步驟S11是一資訊收集步驟，利用行動通訊裝置30內的一應用程式，開啟穿戴裝置10a上的三軸加速規10b，偵測一受試者的一動作資訊。

步驟S12是一資訊傳輸步驟，利用行動通訊裝置30將該動作資訊傳輸至資訊處理裝置40。加速度是速度相對於時間的變化，以重力加速度單位測量(g；1g=9.8m/s²)；電訊號被轉換為數位訊號，可以量化「在特定時期(epoch)發生了多少運動」，或稱為「動作計數」。專業人員可以依據研究目的設定時期(epoch)單位為分或秒，甚至低至0.1秒。舉例來說，若要偵測一分鐘的運動時期(epoch)而將時期(epoch)設定為0.1秒，則可擷取到最多的動作計數量為600次。另一種方法是選擇一個較小的時間段(例如1秒)，然後確定在該時間段內是否發生了移動，這是透過「過濾」活動計數(或稱為純化)來完成的。如果活動計數是在1秒鐘內發生的，則代表在該時期內有動作發生；如果在期間未進行活動計數，則代表在此期間未發生運動變化。

在本發明之實施例中，施測者設定時期(epoch)為0.5秒，在APP收集到的資訊，可透過USB或藍芽等傳輸設備，輸送到電腦等資訊處理裝置40，電腦具備Excel軟體等資料處理軟體，便可將所收集到的資訊打開並進行下一步驟。

步驟S13是一資訊處理步驟，利用電腦等資訊處理裝置40內的Excel軟體等資料處理軟體，對該動作資訊進行分析與輸出，供一專業人員進行評量。在本發明之實施例中，該動作資訊的參數包含執行活動的總時間(秒數)、動作發生過程中的時期(epoch)次數、X軸正規化振幅(m/s²)、Y軸正規化振幅(m/s²)、Z軸的正規化振幅(m/s²)。在此步驟中，會將以上的資料匯出成參數圖，再與施測者使用的評估工具目視的分數對應，建立量化且精準的客觀評量標準。

另外，請參考圖5，圖5係繪示本發明一實施例之動作評量方法。如圖5所示，步驟S11之資訊收集步驟至少包含步驟S110、S112、S114以及S116。

在步驟S110中，將資料偵測裝置10放置於受試者要評估的肢體。在本發明之實施例中，資料偵測裝置10的穿戴式裝置10a例如是穿戴式手環，係與三軸加速規10b可拆卸式地結合。

在步驟S112中，專業人員執行要評估的動作項目，指導兒童等受示者用色筆畫幾何圖形，或用剪刀剪直線，或進行積木遊戲等等。

在步驟S114中，開啟資料偵測裝置10的傳輸模組50a以與行動通訊裝置30連接。在本發明之實施例中，傳輸模組50a可以是USB模組或藍芽模組。另外，在本發明之實施例中，行動通訊裝置30亦包含USB模組或藍芽模組的傳輸模組50b，藉此分別與資料偵測裝置10以及資訊處理裝置40進行通訊。

在步驟S116中，同步收集該動作資訊，並由行動通訊裝置30將此動作資訊傳送至資訊處理裝置40。

以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

S11、S12、S13:步驟

Claims

一種動作評量方法，包含：一資訊收集步驟，利用一行動通訊裝置內的一應用程式，開啟一穿戴裝置上的三軸加速規，偵測一受試者的一動作資訊，其中該穿戴式裝置與該三軸加速規構成一資料偵測裝置，其中該資訊收集步驟包含：將該資料偵測裝置放置於該受試者要評估的肢體；選擇要評估的動作項目；開啟該資料偵測裝置的藍芽模組，與該行動通訊裝置連接；以及同步收集該動作資訊；一資訊傳輸步驟，利用該行動通訊裝置，將該動作資訊傳輸至一資訊處理裝置；以及一資訊處理步驟，利用該資訊處理裝置內的一資料處理軟體，對該動作資訊進行分析與輸出，供一專業人員進行評量，其中該資訊處理步驟將該動作資訊的參數圖形化，再與該專業人員利用一評估工具目視的分數對應，建立量化且精準的客觀評量標準，作為評量該受試者之動作的依據。
如請求項1所述之動作評量方法，其中該動作資訊的參數包含動作發生過程中的時期(epoch)次數，而該時期(epoch)設定為0.1秒至0.5秒之間。
如請求項1所述之動作評量方法，其中該資訊傳輸步驟係透過USB或藍芽模組傳輸該動作資訊至該資訊處理裝置。