TWI796035B - 生物力學評量系統，其生物力學感測裝置及生物力學評量平台 - Google Patents

Abstract

生物力學評量系統包括至少一個生物力學感測裝置經由至少一個中介裝置，通信連接到生物力學資訊解譯裝置。該生物力學資訊解譯裝置可建置在伺服器電腦中，形成一個生物力學評量平台。該生物力學資訊解譯裝置建置生物力學資訊解譯程式，運作後可將生物力學感測裝置到的生物力學資訊，作以下各種處理當中的至少一種：標記特徵、標示參考資訊，例如標示運動種類、標示動作種類、標示感測位置、標示感測時間、標示感測階段；以及正規化處理。

Description

生物力學評量系統，其生物力學感測裝置及生物力學評量平台

本發明是關於一種生物力學評量系統，以及該系統所使用的生物力學感測裝置及使用該生物力學感測裝置的生物力學評量平台，特別是關於一種藉由泛用型運動感測裝置進行感測，運用人工智慧生物力學評量平台蒐集多種運動相關資訊，輔助生物力學評量的生物力學評量系統。

在台灣，造成外傷性脊髓損傷的主要原因有：重傷壓傷、高處墬落、車禍、運動傷害和刀槍傷。造成非外傷性脊髓損傷的主要原因有：腫瘤、發炎和血管畸形。根據歐美流行病學統計，脊髓損傷的發生率約為總人口數的千分之一。依此推估，台灣脊髓損傷人數至少有兩萬三千人，且每年約新增1,000~1,200名。脊髓損傷的發生率以20歲到29歲最高，而20歲到49歲患者佔約三分之二。男女比例約為四比一。

台灣現在約有近三百萬人為關節病變所苦。其中，膝關節障礙患者接近10萬人，每年有一萬多人接受人工膝關節置換手術。

癲癇症是一種相當普遍的疾病。根據研究統計指出，每一千人中大約有5~10人患有癲癇症，因此台灣現有的癲癇人口約在10~20萬人左右。

在失智症方面，根據內政部2019年底公布的人口統計資料估算，台灣65歲以上老人共3,607,127人，其中輕微認知障礙(MCI)有654,971人，佔18.16%；失智症有280,783人，佔7.78%。

此外，2020年底的統計顯示，台灣的跑步人口大約100萬人。復健人口約77萬人。

以上這些人口都有一種共同的需求，就是生物力學評量。所謂的生物力學評量，主要是指運動評量，是涉及分析使用者運動描述資料，作為診斷、訓練、復健等的參考。通常包括評量運動障礙的原因、程度與改善方法，以及改善過程。

為了輔助醫師、技術人員、教練等專業人士達成運動評量，有多種運用多感測器的動作辨識技術的運動評量系統或裝置，已經在市面上販售。這些裝置或系統通常是使用多種運動感測元件，例如慣性感測元件(IMU)進行偵測，獲得使用者的運動描述資料，輔以人工智慧深度學習產生的動作模型，辨識使用者的運動類型與內容，藉以分析、評量使用者的運動能力。此外還可以根據為診斷、復健、健身過程所設計的動作指引，使被評估者進行對應的運動，達成即時且互動的運動監測與評量。

美國專利公開案US2004/0181129A1是關於一種個人化健身診斷評量系統。該裝置包括一個手持式電子裝置，可以接收身體健康指標，並根據公式計算，得到指示身體健康狀況的輸出。

美國專利公開案US 7,980,997B2是關於一種用於鼓勵用戶進行大量體育鍛煉的系統。該系統包括在進行如跑步或打籃球之類的實質性體育活 動時，用戶可以佩戴的傳感器。傳感器可以檢測身體活動的強度，並且可以將與身體活動有關的數據發送到處理系統。處理系統可以顯示獎勵以鼓勵用戶參加身體活動，並且所提供的獎勵可以根據用戶的身體活動改變。

美國專利公開案US2016/263439是關於一種基於運動的身體活動資料自動化評量裝置。該裝置可以接收多種量測結果資料，與所儲存的量測值進行比較，產生訓練計劃。該裝置所能接收的量測資料包括：周轉參數，例如步幅、步態與衝地率；生物醫學參數，例如ECG、BP；生物力學參數，例如垂直震動、腿部力量平衡、手臂力量平衡、關節運動力量、足部撞擊力、著地時間、足部著地型態；心肺參數，包括攝氧量、氧飽和度。

美國專利公開案US2013/131846是關於一種疾病治療遊戲裝置。揭示一種遊戲機，可以產生遊戲畫面及聲音，進行具有疾病治療功能的遊戲。病患的動作以運動感測器偵測，傳回遊戲裝置後，顯示相對應的畫面。

專利文獻CN109561837A揭示一種用於輔助鍛煉的系統和方法。該系統偵測以下之中至少兩種參數：i)速度、心率和心率變化性，ii)跑步動力學，iii)腳部落地，iv)姿勢，以及v)肌電圖(EMG)相關參數，以自動判斷感測器配戴者的疲勞度。

美國專利US10,314,520B2揭示一種特徵化生物力學活動的系統與方法，用於從活動追踪系統收集一組運動學數據流。所使用的傳感裝置是具有至少一個慣性測量單元的活動監測裝置。

美國專利公開案US2017/0095692A1揭示一種用於追踪跑步活動的系統和方法，包括活動監視設備與通信模組。監視設備具有慣性感測系統。處理器根據慣性感測系統的運動資料，產生一組生物力學信號。應用程式可在不同於活動監視器設備的第二電腦設備上操作。該系統提供多種的通信模式和生物力學信號的產生模式。

JP2016/532468A公開一種使用適形傳感器進行感測和分析的系統。可以應用在訓練或臨床目的，檢測和分析指示身體運動的數據。適形傳感器感測或測量運動(包括身體運動和/或肌肉活動)，心率，電活動和/或體溫。

US2018/360368A1揭示一種通過評估自願和非自願神經肌肉活動，評估和治療神經功能缺損的系統和方法。要求患者執行規定的身體和認知技能方案，以獲得對患者進行遠端評估和治療所需的資料。該系統使用多種、大量的偵測裝置，包括不同種類的運動感測器、壓力感測器，以得到所需的評估所需數據。

US10,750,977B2揭示一種醫療評估系統。該系統利用內建在行動電話內的傳感器，感測使用者的運動，蒐集使用者的生物資訊。該系統建立應用程式，據稱可以根據感測資料，判斷使用者的健康狀態。產生的生物標記可以表示以下至少一種情報：人的活動程度、人的步態，人的搖擺，人的震顫，與穩定行為的偏差，從攝動中回復，運動、輪椅管理和使用機動運輸工具等狀態。

從對現有技術的觀察可以發現，目前社會上對於身體運動的監督、評量、矯正，確有強烈的需求。許多業者也因應開發出多種裝置與系統，以滿足消費者的需求。但現有的產品通常需要使用多種的傳感器、偵測器。為特定目的設計、製作的傳感器，則無法應用到其他生理資訊的收集。

因此，目前業界需要有一種新穎的生物力學評量裝置與系統，特別是運動評量裝置與系統，可以僅利用簡單的感測裝置，就達成多種生物力學評量。

同時，業界也需要有一種運動評量裝置與系統，可供長時間配戴，並持續進行生物力學資訊蒐集，以供評量之用。

同時，也需要有一種生物力學評量平台，可以收集多種類且大量的生物力學資訊，以供長期監視、訓練、診斷、分析之用。

本發明的目的即在提出一種結構簡單，容易製作的生物力學感測裝置，用來感測多種生物力學活動，提供有用的感測資料。

本發明的目的也在提供一種生物力學資訊平台，可結合結構簡單，容易製作的生物力學感測裝置，提供收集多種、大量生物力學資訊的便利。

根據本發明的生物力學評量系統，是包括至少一個生物力學感測裝置，至少一個中介裝置以及一個生物力學資訊解譯裝置。該至少一個生物力學感測裝置經由該至少一個中介裝置，通信連接到該生物力學資訊解譯裝置。在一些實施例中，該生物力學資訊解譯裝置可建置在該中介裝置中。特別是，以應用軟體的形式，建置在該中介裝置中。該生物力學資訊解譯裝置也可以應用軟體的形式，建置在一個連接網際網路的伺服器電腦中。該生物力學資訊解譯裝置建置在該伺服器電腦中，即形成一個生物力學評量平台，除可供多數生物力學感測裝置通信連結，上傳生物力學感測資料，還可供多數電腦裝置通信連結，以使用該生物力學資訊解譯裝置執行各種有用的處理，並從該生物力學資訊解譯裝置或該生物力學評量平台下載各種處理結果資訊。

該生物力學感測裝置至少包括一個三軸慣性感測器，用以感測該生物力學感測裝置本身的運動，輸出感測讀值；一個介面裝置，用於接受使用者的輸入，設定該生物力學感測裝置輸出感測讀值的至少一種預定格式；一個無線通信裝置，用於與該至少一個中介裝置建立通信通道，以交換資料；以及電源供應，用於供應電功率給該感測器、該介面裝置及該無線通信裝置。在 本發明的較佳實施例中，該生物力學感測裝置建置成可在預定時間內，持續以該至少一種設定格式，經由該無線通信裝置輸出該慣性感測器的讀值。

在本發明的較佳實施例中，該生物力學感測裝置尚可包括一個角速度計及/或一個三軸磁力計。

在本發明的多數較佳實施例中，該生物力學資訊系統，是包括多數生物力學感測裝置，多數中介裝置以及至少一個生物力學資訊解譯裝置。該多數生物力學感測裝置中的至少一個經由該多數中介裝置中的至少一個，通信連接到該生物力學資訊解譯裝置。在這種實施例中，該生物力學資訊解譯裝置可建置在該一個伺服器電腦，並經由網際網路通信連接該至少一個中介裝置。

在本發明的特定實施例中，該生物力學感測裝置尚可另外包括一個記憶裝置，用來儲存該慣性感測器的輸出讀值。在這種實施例中，該物力學感測裝置建置成可在預定時間內，持續以該至少一種設定格式，經將該慣性感測器的讀值儲存在該記憶裝置。

該中介裝置為配備無線通信功能的電腦設備，較好為一具智慧手機，建置必要的應用程式，用以與該多數生物力學感測裝置中的至少一個裝置建立通信通道，以交換資料。該應用程式也可以用於與該生物力學資訊解譯裝置建立通信通道，以交換資料。該中介裝置建置成可將該至少一個多數生物力學感測裝置所送出的感測資料，供應或傳送給該生物力學資訊解譯裝置。

在本發明的較佳實施例中，該生物力學感測裝置的介面裝置是建置在該中介裝置內。在這種實施例中，該中介裝置較好建置成提供設定介面，較佳為圖形設定介面，以供使用者輸入設定參數，傳送至該生物力學感測裝置，以設定該生物力學感測裝置輸出感測讀值的預定格式。在本發明的其他實施例中，該該生物力學感測裝置的介面裝置是建置在該生物力學感測裝置。

該生物力學資訊解譯裝置配備記憶裝置，用以儲存該至少一個生物力學感測裝置所產生的生物力學資訊。該生物力學資訊解譯裝置建置至少一種生物力學資訊解譯程式，各生物力學資訊解譯程式運作後提供至少一種解譯功能，各別配置成可將所收到的生物力學資訊，作以下各種處理當中的至少一種：標記特徵、標示參考資訊，例如標示運動種類、標示動作種類、標示感測位置、標示感測時間、標示感測階段；以及正規化處理。

該生物力學資訊解譯程式在執行後，可對任一筆生物力學資料標記特徵。所稱的特徵包括以下特徵的至少一種：運動階段的開始、結束；運動階段的轉變；動作種類的開始、結束與轉變；產生運動軌跡等。

該生物力學資訊解譯程式在執行後，可對任一筆生物力學資料標示運動種類。所稱的運動種類包括以下運動中的至少三種：行走、跑步、跳躍、跳舞、騎車、騎馬、滑雪、滑輪、滑板。

該生物力學資訊解譯程式在執行後，可對任一筆生物力學資料標示動作種類。所稱的動作種類包括以下動作中的至少一種：靜止、舉手、抬腿、手平舉、手迴旋、抬腳迴旋、手前刺/擊、手下劈、手上擋、手肘後撞、手肘前撞、手肘側撞、迴旋踢、後踢、前行、後退、轉身、彎腰、側彎、後仰、前翻、後翻。

該生物力學資訊解譯程式在執行後，可對任一筆生物力學資料標示感測位置。所稱的感測位置是指該運動感測元件10配戴在人身的位置，並包括以下位置的至少四種：左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手掌、右手掌、左大腿、右大腿、左小腿、右小腿、左腳、右腳、頭部、頸部、胸部、背部、腰部、臀部。

該生物力學資訊解譯程式在執行後，可對任一筆生物力學資料標示感測時間。該生物力學資訊解譯程式在該伺服器電腦執行後，可對任一筆生物力學資料做正規化處理。

該生物力學資訊系統還可包括顯示裝置，用來根據使用者的輸入，從該生物力學資訊解譯裝置的記憶裝置中擷取一筆或多筆生物力學資料檔，以使用者指定的格式及方式顯示。

在本發明的較佳實施例中，該生物力學資訊解譯裝置建置成可在該一筆或多筆生物力學資料檔中辨認出至少一種同步特徵，並根據該同步特徵設定要顯示的各檔案內容的起始及/或結束時間與顯示內容變換頻率，包括沿時間軸的變換頻率以及頁面顯示的變換頻率。

上述及其他本發明的目的與優點，可由以下詳細說明並參照附圖而更形清楚。

1:生物力學評量系統

10:運動感測元件

20:介面裝置

30:無線通信裝置

40:電源供應

50:記憶裝置

101-105:生物力學感測裝置

201-205:中介裝置

300:生物力學資訊解譯裝置

301:記憶裝置

302:功能模組

303:動畫產生模組

305:顯示裝置

310:伺服器電腦

圖1表示本發明生物力學評量系統一種實施例的系統示意圖。

圖2表示適用在本發明的一種生物力學感測裝置方塊圖。

圖3是一個癲癇發作過程測試結果讀值波形圖，顯示對特定癲癇病患量測其右腳踝震動振幅的讀值，沿時間軸表示的結果。

圖3A表示圖3的測試結果與醫師判斷數值比較表。

圖4A-4D是另一組癲癇發作過程測試結果讀值波形圖，顯示對特定癲癇病患量測其左腳踝(圖4A)、右腳踝(圖4B)、左手腕(圖4C)、右手腕(圖4D)震動，計算其加速度2範數(ACC)並用頻率為橫軸表示的結果。

圖5A-5D是行走過程運動測試結果讀值波形圖，顯示特定人在一側腳踝配戴生物力學感測裝置，行走中的運動量測結果。

圖6顯示將生物力學感測裝置配戴在人背部上方中央，以及兩腳腳踝，以量測結果判斷進行中動作種類的流程圖。

圖7A與圖7B表示受測者直線行走時，兩腳踝上配戴的生物力學感測裝置的偵測結果。

圖8表示受測者以左腳單腳跳10下時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的Y軸加速度值偵測結果。如圖所示，左腳配戴的生物力學感測裝置在每次左腳起跳時，Y軸加速度值會產生一個峰值。

圖9A及9B表示受測者以左腳單腳跳10下時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的X軸加速度值偵測結果。

圖10A及10B表示受測者原地跑12下時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的X軸加速度值偵測結果。

圖11顯示受測者向前步行7步時，配戴在左腳踝上的生物力學感測裝置偵測到的離地高度變化波形圖。

圖12顯示測試姿勢行顫抖時，令受測者雙手向前平舉一段時間，配戴在右手手掌背面的生物力學感測裝置偵測到的加速度2範數(ACC)變化波形圖。

圖13為一種利用本發明生物力學評量系統進行癲癇發作及歷程偵測的方法流程圖。

圖14表示一種適用在本發明的生物力學資訊解譯裝置方塊圖。

表I顯示根據圖12的實施例所計算得到的ACC數值及說明。

表II顯示幾種與帕金氏症的診斷、治療、復健相關的運動中，專家評量指標與生物力學感測裝置的感測數值之間的關係。

以下參照圖式說明本發明生物力學評量系統的數種較佳實施例。必須說明的是，對於本發明實施例的說明及圖示，目的只是在以簡要的方式呈現本發明的主要重點及可能的實現型態。本發明的範圍應該及於本行業人士所能想到或推導得出的其他實施方式。

雖然不需為任何理論所拘束或限制，但本發明人發現，無論在診斷、訓練、復健或其他相關領域，針對診斷、復健、健身等過程所設計的動作指引，都是設計給專業人員，例如醫師、技師、教練等人以肉眼觀察，並根據觀察結果提出診斷或改善建議。而相關的動作指引可能包括多組身體及/或四肢的運動。用來檢測身體特定部位的運動能力以及大腦控制運動的能力。在診斷、復健、健身等領域多年來已經發展出若干種廣為接受的標準運動指引。但是不同領域的標準運動指引，其實都包含多數相同的運動或系列運動。

例如「統一帕金森氏症評定量表」(The unified Parkinson's disease rating scale)也稱UPDRS評分量表或UPD評分量表。是用來縱向衡量帕金森氏症發展情形的估量表。以UPD評分量表為例，在運動評量過程中要求病患進行包括以下數種動作：

0.前置及結束動作：手掌置於大腿中間。

1.靜止型顫抖：將手掌置於大腿中間靜止5秒。

2.姿勢型顫抖：前置10秒→前平舉10秒→曲平舉10秒→結束5秒。

3.動作型顫抖(觸鼻)：(右手)觸鼻5次→靜止5秒→(左手)觸鼻5次→靜止5秒。

4.手指拍打。

5.手掌握合<右先左後>：捏取動作10秒→抓握動作10秒→結束5秒 →換手或下步。

6.前臂迴旋：雙手前舉軸轉10秒→靜止5秒。

7.兩腳靈敏度測試<右先左後>：踏腳5秒→跺腳5秒→靜止5秒→換腳或下步。

8.從椅子上站起來。

9.姿勢：雙手抱胸自椅子站起→靜止5或10秒。

10.步態：走路5m來回一趟→站立5秒。

11.姿勢平穩度：向左轉→站立5秒→向後拉動2下，兩下間等受試者站穩後2秒再拉，看是否跌倒。

以上所列舉除了是UPD評分量表中較具代表性的動作，還是其他運動評量常見的檢驗動作，雖然動作的幅度、次數以及檢測的重點可能並不相同。

例如，在運動評量上，教練需要運動員進行的動作也是可能包括：

1.上肢運動：包括單手或雙手連續或輪流前伸、前擊、前劈、側擊、後擊、側擋、上擋、下擋等。

2.下肢運動：單腳或雙腳連續或輪流前伸、前踢、回旋踢、側踢、後踢、前進、後退、半蹲等。

3.手腳配合運動：前述上肢運動當中的至少一種同時或依序進行前述下肢運動中的至少一種。

4.身體動作：上仰、下俯、迴轉等。

每次進行復健、診斷或運動評量時，專家都會要求受測者進行既定順序的多種運動或動作，並在進行過程中以肉眼觀察，憑藉經驗所得的評量標準對觀察結果進行評量，提供診斷或建議。這種評量方式的主要缺點包括：評量所使用的標準不夠客觀，主要是根據專家的經驗。相同的動作可能得 到不同的評量結果與建議。此外，專家從特定角度觀察，結果可能產生偏差。即使以多角度錄影，同時播放，也不易正確的觀察到動作。

發明人發現，以微機電技術製作的運動感測裝置因體積小、重量輕，如果能夠增加無線通信能力，就適合配戴在身體上，感測上述身體運動。雖然運動感測裝置本身的感測結果僅是讀值，不能用來評量運動或動作，或進行其他的生物力學評量，但如能提供一個設定介面，以設定該運動感測裝置的讀值輸出格式，經由一個具備解讀該輸出讀值能力的裝置，就可以轉換成為有用的生物力學資訊，甚至可以轉換成可以三維表示的圖形，以供專家評量及建議。

根據以上發現，本發明提出一種生物力學評量系統生物力學評量系統，是包括至少一個生物力學感測裝置，至少一個中介裝置以及一個生物力學資訊解譯裝置。圖1即顯示本發明生物力學評量系統一種實施例的系統示意圖。如圖所示，該生物力學評量系統1包括多數生物力學感測裝置101-105，多數中介裝置201-205，以及一個生物力學資訊解譯裝置300。其中，每一個生物力學感測裝置101-105可以經由任何一個中介裝置201-205，通信連接到該生物力學資訊解譯裝置300。在一些實施例中，該生物力學資訊解譯裝置300可建置在各該中介裝置201-205中。特別是以應用軟體的形式，建置在該中介裝置中。但在本發明的較佳實施例中，該生物力學資訊解譯裝置300是以應用軟體的形式，建置在一個連接網際網路的伺服器電腦310中。

圖2顯示一種適用在本發明生物力學評量系統1的生物力學感測裝置101-105一種實施例的方塊圖。如圖所示的生物力學感測裝置101包括一個運動感測元件10。該運動感測元件10至少包括三軸慣性感測器、角速度計與三軸磁力計當中的一種。較佳為一個三軸慣性感測器以及一個角速度計或一個三軸磁力計。該慣性感測器感測該生物力學感測裝置本身的運動，輸出三軸 分量的感測讀值。該角速度計量測三維空間角度位移量並計算角速度變化。該三軸磁力計量測三軸的地磁，輸出三軸分量的感測讀值。在多數的應用中，僅使用一個三軸慣性感測器通常就足敷應用。但是由於運動感測的應用日廣，許多廠商已經推出同時具備一個三軸慣性感測器，一個角速度計以及一個三軸磁力計的整合型運動感測元件。這種運動感測元件非常適合應用在本發明。但本發明適用的運動感測元件10並不以此為限。

生物力學感測裝置101還包括一個介面裝置20，用於接受使用者的輸入，設定該生物力學感測裝置101輸出感測讀值的預定格式。該介面裝置20較佳為圖形設定介面，以供使用者輸入設定參數，設定該生物力學感測裝置101輸出感測讀值的種類與格式。該介面裝置20連接至該用來儲存或暫存該運動感測元件10感測讀值的儲存裝置或暫存裝置(詳後述)，以將使用者輸入的控制參數提供給該儲存裝置或暫存裝置，而設定該儲存裝置或暫存裝置提供感測讀值的種類與格式。其中，所述的種類是包括指定該一個三軸慣性感測器，一個角速度計以及一個三軸磁力計的感測讀值所代表的軸向，例如該三軸慣性感測器的X軸讀值。所述的格式則包括指定輸出的讀值的感測頻率或時間間隔等。

如以下所將說明，該介面裝置20並不一定要建置在該生物力學感測裝置101。在本發明的較佳實施例中，該生物力學感測裝置101的介面裝置20是以應用軟體的形式，建置在中介裝置201-205中的一個。在這種實施例中，該中介裝置建置成提供該設定介面，尤其是圖形化人機介面，以供使用。設定結果再以有線或無線方式提供給該生物力學感測裝置101-105。

該生物力學感測裝置101還包括一個無線通信裝置30，用於與該多數中介裝置201-205中的一個建立通信通道，以交換資料。該無線通信裝置30可以是任何小型或微型無線通信裝置。只要能與中介裝置201-205進行有 效率的通信，特別是將感測讀值傳送給中介裝置201-205即可。如以下所要說明，該中介裝置201-205較佳為智慧手機。在這種實施例中，該生物力學感測裝置101-105僅須具備短距離無線通信能力即可。在多數的實施例中，生物力學感測裝置101-105是以Bluetooth無線通信通道與該中介裝置201-205進行通信。

根據本發明的設計，該生物力學評量系統1所包含的多數生物力學感測裝置101-105是透過多數中介裝置201-205，將感測讀值送給該生物力學資訊解譯裝置300，以在該生物力學資訊解譯裝置300進行處理、解譯。較佳的作法是使特定多數的生物力學感測裝置101-105對應到一個中介裝置201-205，由中介裝置負責與生物力學資訊解譯裝置300的通信與資料交換。如此，一個中介裝置與該特定多數生物力學感測裝置101-105就組合成為一組。可供特定人士，例如特定病患、特定運動員、特定醫師、專業人士應用。而生物力學資訊解譯裝置300通常可建置在雲端，透過中介裝置201-205的支援，將感測讀值送給生物力學資訊解譯裝置300進行判讀。如此一來，該生物力學感測裝置101-105只需是泛用的運動感測裝置，不需配備特定的功能，就可以用來執行各種與運動有關的監測與評量，提供診斷、治療、訓練所需的運動描述資料。在這種實施例中，該生物力學資訊解譯裝置可建置在該一個伺服器電腦，並經由網際網路通信連接該至少一個中介裝置。

最後，該生物力學感測裝置101還包括電源供應40。電源供應40供應電功率給該運動感測元件10、該介面裝置20及該無線通信裝置30。任何電源裝置都可以應用在本發明的在本發明的電源供應40。該電源供應40可能是蓄電池，但也可能是家用電源。較為適用的型態以蓄電池為主。因蓄電池沒有電線羈絆，可使配戴者感覺舒適。該電源供應40可以包括電源管理晶片，以節約用電，並避免發生意外。

在本發明較佳實施例中，該生物力學感測裝置101建置成可在預定時間內，持續以上述設定格式，經由該無線通信裝置30輸出該運動感測元件10的讀值。雖然形式上是廣播，但主要仍以特定的中介裝置201-205為提供對象。

在本發明的其他實施例中，該生物力學感測裝置101尚可另外包括一個記憶裝置50，用來儲存該運動感測元件10的輸出讀值。在這種實施例中，該物力學感測裝置101建置成可在預定時間內，持續以該設定格式，經將該運動感測元件10的讀值儲存在該記憶裝置50。

該中介裝置201-205是配備無線通信功能的電腦設備，通常就是一具智慧手機或平板電腦。該中介裝置201-205當然也可以是特殊規格的電腦，配備必要的無線通信功能，以從特定多數生物力學感測裝置101-105讀取或收取感測讀值，並將生物力學資訊送往生物力學資訊解譯裝置300。智慧手機除了具備上述能力外，還可建置各種用途的應用軟體，較為適合應用在本發明。但適合本發明的中介裝置並不限於智慧手機與平板電腦。

中介裝置201-205的每一個建置必要的應用程式，用以與該多數生物力學感測裝置101-105中的至少一個裝置建立通信通道，以交換資料。主要是從生物力學感測裝置101-105讀取、提取或接收感測資料。該應用程式也提供參數設定功能，以將使用者設定的控制參數，提供給生物力學感測裝置101-105。該應用程式也可以用於與該生物力學資訊解譯裝置300建立通信通道，以交換資料。符合與生物力學資訊解譯裝置300通信的應用軟體，可為一般的伺服器程式。該中介裝置201-205的每一個建置成可將該多數生物力學感測裝置101-105的至少一個所送出的感測資料，供應或傳送給該生物力學資訊解譯裝置300。

如前所述，該生物力學感測裝置的介面裝置也可以建置在該中介裝置201-205內。這種實施例的優點是可以簡化生物力學感測裝置101-105的人機介面，或甚至省略生物力學感測裝置101-105的人機介面。其他的優點還包括可以將圖形化的設定介面提供在例如手機畫面上，便利使用者輸入設定參數。由於該生物力學感測裝置與該中介裝置都具備無線通信能力，所設定的參數容易傳送至該生物力學感測裝置101-105，以設定輸出感測讀值的種類與預定格式。該圖形化人機介面也可以提供讀取該感測讀值的功能。使得設定與顯示可在同一介面裝置上執行。

此外，如前所述，在本發明的特定實施例中，至少一個生物力學感測裝置101-105也可以建置在特定中介裝置201-205中的一個。特別是，多數的行動手機配備實用的運動感測元件。該運動感測元件的感測能力在特定生物力學評量中，可能已經足敷應用。這種應用形態雖然屬於本發明的範圍，但並非本發明的主要應用形態。本發明最能發揮功效的應用形態，仍是使用多數小型化、輕量、不會干擾正常活動的生物力學感測裝置，經由中介裝置將生物力學資訊提供給生物力學資訊解譯裝置300，雖然在某些實施例中，該生物力學資訊解譯裝置300也可能建置在該中介裝置中。

該生物力學資訊解譯裝置300通常建置在伺服器電腦中，故能配備強大的運算與記憶能力。該生物力學資訊解譯裝置300的記憶裝置可以儲存大量的生物力學感測裝置所產生的生物力學資訊。例如，若要儲存2萬人1年的癲癇症發作監測資料，可能需要500TB的記憶容量。這種規模可以在一台中小型企業伺服器的伺服器電腦中完成建置。該生物力學資訊解譯裝置300可以建置多種生物動力資訊解譯程式，每種生物動力資訊解譯程式運作後提供至少一種解譯功能，各別配置成可將所收到的生物力學資訊，作各種處理。根據本發明的生物力學評量系統1，該生物力學資訊解譯裝置300可以自動對所收 到或儲存的生物力學資訊/資料進行標記，包括標記特徵以及標示生物力學資料的參考資訊，例如標示運動種類、標示動作種類、標示感測位置、標示感測時間、標示感測階段。此外，該生物力學資訊解譯裝置300還可自動對生物力學資訊進行正規化處理。

以下將先說明應用生物力學感測裝置偵測幾種基本運動評量動作的實施例。其後說明根據這些實施例所設計的運動評量動作解讀裝置。

實施例1：開始時間與結束時間

圖3是一個癲癇發作過程測試結果讀值波形圖，顯示對特定癲癇病患量測其右腳踝震動振幅的讀值，沿時間軸表示的結果。在測試時是將生物力學感測裝置平貼在病患右腳踝外側，令病患腳底與地面接觸，所量測的結果。根據量測結果波形，以樣型辨認技術，撰寫簡單的應用程式，交由電腦執行，以判斷癲癇症發作的三個階段的時間點，分別是強直期(tonic)、陣攣期(clonic)、發作後(postictal)的開始時間。判斷結果開始時間如圖中上方方格所示。圖中下方方格內數字為醫師判斷的開始時間。圖3A表示圖3的測試結果與醫師判斷數值比較表。如圖所示，以樣型辨認方法做出的判斷結果與醫師判斷結果相近。利用其他辨認方法，修正樣型辨認方法，或將辨認結果校正後(例如加上偏移量)，可能修正判斷結果，提高正確度。證明單純以生物力學感測裝置配戴在人體，所得到的數值可以用來判斷對象運動的開始時間與結束時間。

實施例2：運動形態/種類的轉變

圖4A-4D是另一組癲癇發作過程測試結果讀值波形圖，顯示對特定癲癇病患量測其左腳踝(LA，圖4A)、右腳踝(RA，圖4B)、左手腕(LW，圖4C)、右手腕(RW，圖4D)震動，計算其加速度2範數(2-norm acceleration，公式如後述，以下稱ACC)，並將結果作頻譜分析的結果。在測 試時是將生物力學感測裝置放置在病患腳踝、手腕，記錄患者入院期間的動作資訊。

如圖所示，從頻率分析的結果可以看到強直期大致可以視為出現4.5-6Hz，尤其是5Hz左右的訊號成分。這時右腳踝最大ACC震幅為RA,0.079。但右手腕的頻率顯現較近雜訊。ACC震幅需再經二次積分才能取得擺動距離。

此外，以同方式量測結果發現，陣攣期可以視為出現2.5-4Hz的頻率成分時。

該實驗顯示，運動型態的轉變，可以根據生物力學感測裝置感測結果的頻率分析結果偵測到。

實施例3：動作歷程的階段偵測

圖5A-5D是行走過程運動測試結果讀值波形圖，顯示特定人在一側腳踝配戴生物力學感測裝置，行走中的運動量測結果。配戴時，生物力學感測裝置的感測器X軸均朝向行走前進方向。圖5A為該生物力學感測裝置的角速度計(gyroscope)的Z軸角速度偵測結果。圖5B為該生物力學感測裝置的加速度計(accelerometer)的加加速度2範數(ACC，公式如上)。圖5C表示圖5A數值的變異數，代表z軸角度之變異數，可來輔助判斷各個運動階段(stage，例如擺動/停止)，圖5D則顯示根據以上三種數值計算出來的步態階段(gait phase)，每個步態周期分成4個階段，分別以一個數字表示。

此外，所得的數值還可以進一步計算，得到代表靜止與移動兩種狀態的數值。如圖5A到圖5C中的虛線所示。

該實驗顯示，運動歷程的階段轉變，可以根據不同生物力學感測裝置的感測結果，綜合分析的到正確的判斷。

實施例4：運動中動作的判斷

如果一次運動評量僅包含有限種類的動作，或有限種類的動作歷程，可以使用生物力學感測裝置的偵測結果判斷特定時間所進行的動作種類。

圖6顯示將生物力學感測裝置配戴在人背部上方中央，以及兩腳腳踝，以量測結果判斷進行中動作種類的流程圖。配戴時，生物力學感測裝置的感測器X軸均朝向行走前進方向。如圖所示，在第一層可先根據背上的生物力學感測裝置偵測到的加速度值振幅，判斷運動者為行走或跳躍。根據本實施例，當加速度的振幅值低於7時，可判斷受測者正在行走；反之則判斷為跳躍。

在第二層，經判斷為行走時，再根據Y軸加速度值(Acc Y)的Peak Ave Acc值判斷。在本實施例中，可以該值5以上判斷為受測者是自然走、直線走。反之，判斷為以腳尖走或以腳跟走。如圖6左側第三層所示。此外，還可以Z軸的角速度計峰值，判斷移動中的腳別。例如配戴在腳踝的生物力學感測裝置的Z軸的角速度計峰值達到-2000時，判斷為左腳擺動中；達到+2000時，判斷為右腳擺動中。

此外，在判斷出受測者正在跳躍的情形，從其背上的生物力學感測裝置偵測數值，可以判斷受測者是以左腳單腳跳、以右腳單腳跳、左右腳交叉跳或原地跳。例如，在本實施例中可以從偵測結果波形圖找到特定峰值，進行判斷。如圖6右側第三層所示。此外，當配戴在後背腰上的生物力學感測裝置的加速度值X軸斜率小於0時，判斷受測者是以左腳跳；反之，判斷受測者是以右腳跳。

本實驗顯示，運動中動作為何，可以根據生物力學感測裝置的偵測數值判斷。

實施例5：行走時的觸地時間與次數

圖7A與圖7B表示受測者直線行走時，兩腳踝上配戴的生物力學感測裝置的偵測結果。其中，圖7A表示左腳踝上的生物力學感測裝置偵測到的三軸加速度值以及三軸角速度值。圖7B表示右腳踝上的生物力學感測裝置偵測到的三軸加速度值以及三軸角速度值。配戴時，生物力學感測裝置的感測器X軸均朝向行走前進方向。如圖所示，左腳配戴的生物力學感測裝置在每次左腳觸地時，其角速度計的Z軸會產生一個向下的峰值。反之，在每次左腳觸地時，左腳配戴的生物力學感測裝置的角速度計的Z軸會產生一個向上的峰值。

該偵測結果的波形，可以用來判斷受測者行走時的觸地時間與次數。

實施例6：跳躍時的起跳、落地時間與次數

圖8表示受測者以左腳單腳跳10下時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的Y軸加速度值偵測結果。如圖所示，後背腰配戴的生物力學感測裝置在每次左腳起跳時，Y軸加速度值會產生一個峰值。配戴時，生物力學感測裝置的感測器Y軸絕大部分時間朝向垂直於地方向。

圖9A及9B表示受測者以左腳單腳跳10下時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的X軸加速度值偵測結果。如圖所示，後背腰上配戴的生物力學感測裝置在每次左腳落地時，X軸加速度值會產生一個峰值(圖9A)。此外，該波形在該峰值處呈現出負的斜率，可用來判斷該數值是左腳跳躍時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的偵測結果(圖9B)。配戴時，生物力學感測裝置的感測器X軸均朝向左或右方向。

根據以上發現，進一步測試原地跑12下的感測結果。圖10A及10B表示受測者原地跑12下時，後背腰上配戴的生物力學感測裝置的X軸加 速度值偵測結果。如圖所示，後背腰上配戴的生物力學感測裝置在每次左腳落地時，X軸加速度值會產生一個向下的峰值。而在每次右腳落地時，X軸加速度值會產生一個向上的峰值(圖10A)。此外，該波形在峰值處呈現出負斜率時，可判斷該時點右腳落地時點，在峰值處呈現出正斜率時，可判斷該時點左腳落地時點(圖10B)。配戴時，生物力學感測裝置的感測器X軸均朝向左或右方向。

實施例7：運動軌跡

圖11顯示受測者向前步行7步時，配戴在左腳踝上的生物力學感測裝置偵測到的離地高度變化波形圖。配戴時，生物力學感測裝置的感測器y軸均朝向地球北方方向。根據生物力學感測裝置的y軸積分值可以計算該生物力學感測裝置的高度變化，繪製成圖11的結果。

根據圖11所示的結果，可以動畫產生受測者步行的步態影像，供專業人員進行評估。利用感測器在多數軸向的運動感測數值產生動畫，甚至是3D動畫，已經是極為成熟的技術。此行業專家容易使用市售的軟硬體產品達成該轉換。其技術詳情不須在此贅述。

實施例8：加速度2範數ACC

圖12顯示測試姿勢型顫抖時，令受測者雙手向前平舉一段時間，配戴在右手手掌背面的生物力學感測裝置偵測到的加速度2範數值(ACC，公式如上)變化波形圖。配戴時，生物力學感測裝置的感測器X軸均朝向指尖方向。根據圖示，在計算時並不是將ACC的平均值作為基準線，而是另以一閥值調整。在本實施例中，該閥值設為0.02。由該點經過的波形，再度通過該點時，才認定為晃動。每次由兩方向經過該閥值基準點兩次，計為一次晃動。晃動週期則以兩次晃動之間隔時間，亦即：

根據圖12顯示的計算結果，可以式(2)得到如下表I的數值。表中另外加入受測者兩手彎曲平舉預定時間，配戴在右手手掌背面的生物力學感測裝置偵測到的數值，計算所得結果。其中，震幅是用來表示運動晃動幅度，用平均值是避免感測器雜訊的影響：

根據本實施例測試結果，生物力學感測裝置的感測結果數值，可以用來進行計算，得到有用的結果，以供進一步利用。而加速度2範數(ACC，公式如上)，在提供判斷所需資訊方面，具有相當的重要性。

經由以上及其他相關的測試，得知本發明的生物力學評量系統可以使用單一種類或多數種類的運動感測元件，特別是非常基本的泛用型運動感測元件，在各種運動中產生感測數值，經過適當的運算後標示有用的特徵、分類資訊、感測資訊等，得到符合不同目的的生物力學資料或資訊，作為運動的描述資料，提供給專家做為運動評量的依據。以下表II即顯示幾種與帕金氏症的診斷、治療、復健相關的運動中，專家評量指標與生物力學感測裝置的感測數值之間的關係。

為進一步說明本發明的實際應用，特以利用本發明生物力學評量系統進行癲癇發作及歷程偵測為例，說明本發明的應用方式。圖13為一種利用本發明生物力學評量系統進行癲癇發作及歷程偵測的方法流程圖。如圖所示，在步驟910輸入生物力學感測裝置的三軸加速度讀值的加速度2範數ACC(公式如上)計算值，以及生物力學感測裝置的三軸角速度讀值。分別與對應的臨界值比較。如果均高於臨界值，判斷配戴該生物力學感測裝置的肢端發生抖動。進入步驟920，判斷抖動的幅度是否一致，於步驟930判斷抖動的幅度是否超過預定的長度，以排除假警報。經過以上步驟後，判斷已經發生癲癇。接著，於步驟940判斷記錄波形的叢聚邊緣，據以判斷癲癇發作的階段開始/轉換時點。於步驟950濾除感測波形的直流成分，於步驟960對該ACC做快速傅立葉轉換，於步驟970偵測該頻率成分的峰值，在步驟980判斷癲癇是否發作中。如否，即判斷為發作後階段；如是，在步驟990進行脈衝定型，並根據結果判斷為強直期(tonic phase)或陣攣期(clonic phase)。

基於以上的測試及說明，本發明的生物力學資訊解譯裝置300乃提供對個別感測結果記錄檔進行自動標記的功能。圖14即顯示一種適用在本發明的生物力學資訊解譯裝置300方塊圖。如圖所示，根據本發明的設計，該生物力學資訊解譯裝置300配備記憶裝置301，用以儲存該至少一個生物力學感測裝置101-105所產生的生物力學資訊。該生物力學資訊解譯裝置300並包括至少一個功能模組302，用來建置至少一種生物力學資訊解譯程式。每種生物力學資訊解譯程式運作後提供至少一種解譯功能，各別配置成可將所收到 的生物力學資訊，手動或自動附加標記。該生物力學資訊解譯裝置300可以自動附加的標記包括：標記特徵、標示參考資訊，例如標示運動種類、標示動作種類、標示感測位置、標示感測時間、標示感測階段；以及正規化處理。此外，該生物力學資訊解譯裝置300尚可提供動畫產生模組303，以根據特定生物力學資訊，例如多軸向的運動軌跡資料，包括波形圖，產生描述運動過程的動畫。

舉例而言，該生物力學資訊解譯程式在該功能模組302執行後，可對任一筆生物力學資料標記特徵。所稱的特徵包括以下特徵的至少一種：運動階段的開始、結束；運動階段的轉變；動作種類的開始、結束與轉變等。為達成該目的，該生物力學資訊解譯裝置300的功能模組302對該記憶裝置301中的生物力學資料檔或外界送來的生物力學資料擋進行動作歷程的階段偵測，以找出動作歷程的階段啟始位址、結束位址、階段轉變位址；均指該啟始、結束、轉變時間的信號所在位址。並對該位址附加標記，回存到該記憶裝置301。

除了動作歷程階段相關資訊外，該生物力學資訊解譯裝置300還可對生物力學資料檔進行更詳細的判讀，包括判斷動作開始、結束與轉換的位址/時點。換言之，對於已經判斷屬於特定動作歷程階段內的數個動作，進行動作區辨判斷。在特定的實施例中，該生物力學資訊解譯裝置300還可以執行更詳細的動作判斷，例如行走時的觸地時間與次數判斷，跳躍時的起跳、落地時間與次數判斷等。相關技術可以參考前述實施例，或根據前述實施例進行必要的修正，即可達成。完成標記後，將標記記錄在該生物力學資料檔中，存回記憶裝置301。

經過標記特徵後，生物力學資料已經具備提供診斷、治療、復健、訓練所需的資訊。圖3-5、圖7、8、圖9A、10A均顯示不同種類但經過標 示特徵的生物力學資料所產生的波形圖。該波形圖或其他表格、圖式可以顯示在該生物力學資訊解譯裝置300的顯示裝置305，或下載到任一電腦系統或該中介裝置201-205的顯示裝置，以供使用者或專業人員判讀。為此，該生物力學資訊平台還可包括顯示裝置305，用來根據使用者的輸入，從該生物力學資訊解譯裝置300的記憶裝置301中擷取一筆或多筆生物力學資料檔，以使用者指定的格式及方式顯示。

特徵的標記經常涉及專業人士的經驗。本發明的生物力學資訊解譯裝置300提供一個標記介面。該標記介面可以提供在該顯示裝置305上，以供專業人員手動標記，或手動修正已經自動標記的特徵。由於大多數的診斷、治療、復健、訓練系統都會提供人工標記的功能。相關技術詳情不須在此贅述。

除此之外，該生物力學資訊解譯程式在該功能模組302執行後，可對任一筆生物力學資料標示運動種類。所稱的運動種類包括以下運動；運動則指一系列的肢體動作：行走、跑步、跳躍、跳舞、騎車、騎馬、滑雪、滑輪、滑板。該運動種類的判斷，可以根據前述實施例所提供的特徵判斷技術，或根據該等特徵判斷技術所為的修正技術，加以達成。目前市售的運動相關生物力學感測裝置也已經提供多種運動種類判斷機制。此行業專家可以擇優應用。完成標示後，將標示記錄在該生物力學資料檔中，存回記憶裝置301。

該生物力學資訊解譯程式在該功能模組302執行後，可對任一筆生物力學資料標示動作種類。所稱的動作種類包括以下動作：靜止、舉手、抬腿、手平舉、手迴旋、抬腳迴旋、手前刺/擊、手下劈、手上擋、手肘後撞、手肘前撞、手肘側撞、迴旋踢、後踢、前行、後退、轉身、彎腰、側彎、後仰、前翻、後翻。該動作種類的判斷，也可以根據前述實施例所提供的特徵判斷技術，例如圖6所示的方法，或根據該等特徵判斷技術所為的修正技術，加 以達成。目前市售的運動相關生物力學感測裝置也已經提供多種動作種類判斷機制。此行業專家可以擇優應用。完成標示後，將標示記錄在該生物力學資料檔中，存回記憶裝置301。

該生物力學資訊解譯程式在該功能模組302執行後，可對任一筆生物力學資料標示感測位置。所稱的感測位置是指該運動感測元件10配戴在人身的位置，並包括以下位置：左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手掌、右手掌、左大腿、右大腿、左小腿、右小腿、左腳、右腳、頭部、頸部、胸部、背部、腰部、臀部。該配戴位置的判斷，也可以根據前述實施例所提供的特徵判斷技術，或根據該等特徵判斷技術所為的修正技術，加以達成。目前市售的運動相關生物力學感測裝置也已經提供多種配戴位置判斷機制。此行業專家可以擇優應用。完成標示後，將標示記錄在該生物力學資料檔中，存回記憶裝置301。

該生物力學資訊解譯程式在該功能模組302執行後，可對任一筆生物力學資料標示感測時間。該生物力學資訊解譯程式在該功能模組302執行後，可對任一筆生物力學資料做正規化處理。關於感測時間的標記，應屬此行業人士的已知技術。至於正規化技術，因應不同感測裝置、感測項目與項目的組合，以及感測目的，此行業專家也能夠利用統計學原理或憑經驗達成。相關技術應無需贅述。完成標示或正規化後，將標示或正規化結果記錄在該生物力學資料檔中，存回記憶裝置301。

在本發明的較佳實施例中，該生物力學資訊解譯裝置300建置成可在該一筆或多筆生物力學資料檔中辨認出至少一種同步特徵，並根據該同步特徵設定要顯示的各檔案內容的起始及/或結束時間與顯示內容變換頻率，包括沿時間軸的變換頻率以及頁面顯示的變換頻率。在應用上，該同步特徵較佳為時間特徵。根據相同或相對應的基準時間，將多種來自不同感測器或於不同 時間、地點得到的感測結果，以相同或不同的格式，顯示在同一個顯示畫面上。使得專業人士更容易進行判讀。

以上的標記特徵、標示資訊、正規化與圖形化，並無一定的處理順序，也無一定必須完成的步驟。對一筆生物力學資料檔的動作歷程的階段偵測、運動中動作的判斷，究竟應該判斷到何種詳細程度，並無一定的常規。最重要的是，本發明提供一種新穎的運動評量裝置與系統，只須使用最基本的感測裝置，就可以提供多種生物力學評量。本發明可以將所接收的生物力學資料加以標記、標示，把原來不具任何診斷、治療、復健、訓練參考價值的感測讀值，變成代表多種生物力學活動的有用感測資料。藉此，運動評量裝置與系統僅需簡單的感測裝置，不需要複雜或配線的感測儀器，故可供長時間配戴，並持續進行生物力學資訊蒐集，以供評量之用。本發明更提供一種生物力學資訊平台，可以收集多種類且大量的生物力學資訊，以供長期監視、訓練、診斷、分析之用。

Claims (17)

1. 一種生物力學評量系統，包括：至少一個生物力學感測裝置，至少一個中介裝置以及一個生物力學資訊解譯裝置；其中，該至少一個生物力學感測裝置經由該至少一個中介裝置，通信連接到該生物力學資訊解譯裝置；該生物力學感測裝置至少包括：一個三軸慣性感測器，用以感測該生物力學感測裝置本身的運動，輸出感測讀值；一個介面裝置，用於接受使用者的輸入，設定該生物力學感測裝置輸出感測讀值的至少一種預定格式；一個無線通信裝置，用於與該至少一個中介裝置建立通信通道，以交換資料；以及電源供應，用於供應電功率給該感測器、該介面裝置及該無線通信裝置：該中介裝置為配備無線通信功能的電腦設備，建置必要的應用程式，用以與該多數生物力學感測裝置中的至少一個裝置建立通信通道，以交換資料；該應用程式並用於與該生物力學資訊解譯裝置建立通信通道，以交換資料；該生物力學資訊解譯裝置配備記憶裝置，用以儲存該至少一個生物力學感測裝置所產生的生物力學資訊；該生物力學資訊解譯裝置建置至少一種生物力學資訊解譯程式，各生物力學資訊解譯程式運作後提供至少一種解譯功能，各別配置成可將所收到的生物力學資訊，作以下各種處理當中的至少一種：標記特徵、標示參考資訊，例如標示運動種類、標示動作種類、標示感測位置、標示感測時間、標示感測階段；以及正規化處理。
2. 如申請專利範圍第1項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊解譯裝置是以應用軟體的形式，建置在一個連接網際網路的伺服器電腦中。
3. 如申請專利範圍第1項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊解譯裝置是以應用軟體的形式，建置在該中介裝置中。
4. 如申請專利範圍第2項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊系統，是包括多數生物力學感測裝置，多數中介裝置以及至少一個生物力學資訊解譯裝置；該多數生物力學感測裝置中的至少一個經由該多數中介裝置中的至少一個，通信連接到該至少一個生物力學資訊解譯裝置；該生物力學資訊解譯裝置建置在一個伺服器電腦，並經由網際網路通信連接該至少一個中介裝置。
5. 如申請專利範圍第1到4項中任何一項的生物力學評量系統，其中，該中介裝置提供設定介面，較佳為圖形設定介面，以供使用者輸入設定參數，傳送至該生物力學感測裝置，以設定該生物力學感測裝置輸出感測讀值的預定格式。
6. 如申請專利範圍第5項的生物力學評量系統，其中，該生物力學感測裝置建置成可在預定時間內，持續以該至少一種設定格式，經由該無線通信裝置輸出該慣性感測器的讀值。
7. 如申請專利範圍第5項中任何一項的生物力學評量系統，其中，該生物力學感測裝置尚包括一個記憶裝置，用來儲存該慣性感測器的輸出讀值；且該物力學感測裝置建置成可在預定時間內，持續以該至少一種設定格式，經將該慣性感測器的讀值儲存在該記憶裝置。
8. 如申請專利範圍第7項的生物力學評量系統，還包括顯示裝置，用來根據使用者的輸入，從該生物力學資訊解譯裝置的記憶裝置中擷取一筆或多筆生物力學資料檔，以使用者指定的格式及方式顯示。
9. 如申請專利範圍第1到4項中任何一項的生物力學評量系統，其中，該生物力學感測裝置尚包括一個角速度計及/或一個三軸磁力計。
10. 如申請專利範圍第1到4項中任何一項的生物力學評量系統，其中，該中介裝置建置成可將該至少一個多數生物力學感測裝置所送出的 感測資料，供應或傳送給該生物力學資訊解譯裝置。
11. 如申請專利範圍第1項的生物力學評量系統，其中，該生物力學感測裝置的介面裝置是建置在該中介裝置內。
12. 如申請專利範圍第2或4項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊解譯程式在該伺服器電腦執行後，可對任一筆生物力學資料標記特徵：所稱的特徵包括以下特徵的至少一種：運動階段的開始、結束；運動階段的轉變；動作種類的開始、結束與轉變；產生運動軌跡等。
13. 如申請專利範圍第2或4項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊解譯程式在該伺服器電腦執行後，可對任一筆生物力學資料標示運動種類；所稱的運動種類包括以下運動中的至少三種：行走、跑步、跳躍、跳舞、騎車、騎馬、滑雪、滑輪、滑板。
14. 如申請專利範圍第2或4項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊解譯程式在該伺服器電腦執行後，可對任一筆生物力學資料標示動作種類；所稱的動作種類包括以下動作中的至少一種：靜止、舉手、抬腿、手平舉、手迴旋、抬腳迴旋、手前刺/擊、手下劈、手上擋、手肘後撞、手肘前撞、手肘側撞、迴旋踢、後踢、前行、後退、轉身、彎腰、側彎、後仰、前翻、後翻。
15. 如申請專利範圍第2或4項的生物力學評量系統，其中，其中，該生物力學資訊解譯程式在該伺服器電腦執行後，可對任一筆生物力學資料標示感測位置；所稱的感測位置是指該生物力學感測裝置配戴在人身的位置，並包括以下位置的至少四種：左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手掌、右手掌、左大腿、右大腿、左小腿、右小腿、左腳、右腳、頭部、頸部、胸部、背部、腰部、臀部。
16. 如申請專利範圍第2或4項的生物力學評量系統，其中，該 生物力學資訊解譯程式在該伺服器電腦執行後，可對任一筆生物力學資料標示感測時間及/或對任一筆生物力學資料做正規化處理。
17. 如申請專利範圍第1到4項中任何一項的生物力學評量系統，其中，該生物力學資訊解譯裝置建置成可在該一筆或多筆生物力學資料檔中辨認出至少一種同步特徵，並根據該同步特徵設定要顯示的各檔案內容的起始及/或結束時間與顯示內容變換頻率，包括沿時間軸的變換頻率以及頁面顯示的變換頻率。

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