TWM615176U - 衰弱症測試裝置 - Google Patents

Abstract

本創作係關於一種衰弱症測試裝置，包含一路徑導引件；一影像擷取單元拍攝一目標人體於該路徑導引件內移動的測試影像；一運算單元接收該測試影像，該運算單元包含一影像辨識模組，該影像辨識模組根據該測試影像內容，辨識出該目標人體的移動體態及完成時間，該移動體態係包含該目標人體於該路徑導引件內進行起身、行走、轉身及坐下之測試步驟時，對應於身體上的各關節點之間的位置變化，該完成時間係對應於該目標人體之身體上任一該關節點的連續移動時間，並與一標準影像進比對，以獲得一比對結果，藉以判斷該目標人體是否具備衰弱症的病徵。

Description

衰弱症測試裝置

本創作係有關於一種可以有效精簡測試人力及提昇準確性的衰弱症測試儀器。

目前衰弱症是一種常見的老年疾病症候群，當身體平衡被打亂後，或是因為某些感染原因而住院，使得健康及功能狀態處於惡化的邊緣，進而造成肢體活動力降低，影響生活品質。臨床的表現包括：體重減輕、做任何事情感到費力、身體活動量不足、行走速度變慢或肌力握力變差等症狀。

至於現有衰弱症的測試步驟〔請參考第三圖所示〕，通常是由檢測人員手持計時器來檢測受測者起身後，於行走三公尺後轉身，再走回到原位後坐下，測量每一個階段所花費的時間及觀察其體態，若有異常緩慢、行走體態偏移等狀況時，則需再做進一步的檢查，以確認是否患有衰弱症的症狀。因為衰弱症的其中一個主要症狀是肌力減弱，而肌力減弱的結果通常會伴隨行動時的體態變化。由於全程以人工進行檢測，較為花費時間，而且準確性也有不足之處，因此在檢測上有其盲點存在。

因此有中華民國108年8月1日所公告之新型第M581422號「姿勢偵測裝置」專利案，其係揭露：包括一影像擷取模組、一影像處理模組、一特徵點產生模組與一姿勢判斷模組。影像擷取模組係用以擷取一待分析畫面。影像處理模組係接收前述待分析畫面，並由待分析畫面中以擷取一人體影像。特徵點產生模組係接收前述人體影像，並依據此人體影像產生複數個人體特徵點。姿勢判斷 模組係接收這些人體特徵點，並將這些人體特徵點與一標準姿勢之複數個參考特徵點進行比較，以判斷此人體影像之姿勢是否合於標準。

以及中華民國108年5月1日所公開之發明第201917528號「頭頸姿勢監測之方法」專利案，其係揭露：用以監測頭頸角度以避免不良姿勢。其利用目前常見建置於車載系統、電腦螢幕、或是手機等裝置的前置攝像鏡頭，擷取身體的特徵資訊以判斷使用者在使用這些裝置的過程中頭頸姿勢之變化。其中使用人臉及軀幹資訊判斷特徵點(如：眼眶、鼻子、下巴、鎖骨、以及肩峰等)相對於各種預設頭頸姿勢下之影像的比例，亦可搭配使用行動裝置上之三軸運動感測器之資訊，據以估算頭頸部在空間中角度的變化。此方法可應用在偵測使用者是否長時間維持不良的頭頸姿勢，若是將會發出警示資訊提醒使用者，有助於改善姿勢引起之臨床頸部問題。

惟上述專利前案均是採用影像辨識受測者的姿態，用以進行姿態矯正的相關技術。如果將上述技術用於衰弱症的症狀檢測，單就姿態的變化，尚不足以供醫師評判是否罹患衰弱症。而衰弱症除了姿態改變外，起身、行走的時間的異常緩慢，也是一項重要評估因子，而上述專利前案均未提及，因此與本創作的技術特徵明顯有別。

本創作係為解決衰弱症主要是以人工進行測試，而無法有效的提昇測試效率及準確率。故本創作提供一種衰弱症測試裝置，係設有一路徑導引件；一影像擷取單元，係拍攝一目標人體於該路徑導引件內移動的一測試影像；一運算單元，其係訊號連接該影像擷取單元，藉以接收該測試影像，該運算單元係包含有一影像辨識模組，該影像辨識模組根據該測試影像的畫面內容，辨識出該目標人體的一移動體態及一完成時間，該移動體態係包含該目標人體於該路徑導引件內進行起身、行走、轉身及坐下之測試步驟時，對應於身體上的各關節 點之間的位置變化，該完成時間係為該目標人體於該路徑導引件內至少完成一次起身、行走、轉身及坐下之測試步驟時，對應於身體上任一該關節點的連續移動時間，該運算單元並將該測試影像與一標準影像進比對，以獲得一比對結果，藉以判斷該目標人體是否具備衰弱症的病徵。

上述標準影像係包含一正常人同樣於該路徑導引件內移動時，所獲得的一標準移動體態及一標準完成時間，該影像辨識模組係將該移動體態及該完成時間，分別與該標準移動體態及該標準完成時間進行比對，以獲得該比對結果。

上述路徑導引件具有一移動空間，該移動空間的二側分別標示有一邊線記號，藉以界定該路徑導引件的尺寸。

上述路徑導引件的長度係為3公尺，寬度則為1公尺。

上述關節點係包含一左肩關節點、一右肩關節點、一左肘關節點、一右肘關節點、一左腕關節點、一右腕關節點、一左髖關節點、一右髖關節點、一左膝關節點、一右膝關節點、一左踝關節點、一右踝關節點其中之一或其任意組合。

上述測試影像中該目標人體的該左髖關節點、該右髖關節點與該左膝關節點、該右膝關節點之間的縱向距離差異，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於坐姿或站姿。

上述測試影像中該目標人體的該左髖關節點至該左踝關節點間，以及該右髖關節點至該右踝關節點之間的縱向距離差異，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於站姿或行走。

上述測試影像中該目標人體的該左肩關節點至該左腕關節點之間，以及該右肩關節點至該右腕關節點之間縱向距離差異，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於雙手擺動狀態。

上述測試影像中該目標人體的各該關節點彼此間的成像距離漸大，代表該目標人體的該移動體態是接近於該影像擷取單元，反之則遠離於該影像擷取單元。

上述測試影像中該目標人體的各該關節點橫向距漸縮短再變長，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於轉身動作。

上述任一關節點回到該移動路徑的一起始原點時的該連續移動時間，則為該完成時間。

上述影像辨識模組係根據該測試影像中的該目標人體，予以定位出其身體上的各該關節點之位置，並予以監測該等關節點的位置變化。

上述運算單元係於該測試影像中的畫面中，對應於該路徑導引件的該邊線記號上標註有一虛擬距離標線。

上述運算單元進一步包含有一儲存模組，該儲存模組儲存該比對結果，以供讀取或輸出該比對結果。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.利用目標人體之測試影像的擷取及辨識，藉以判別其移動體態的變化，再配合計時整個測試步驟的完成時間，藉以可提供醫師判別目標人體是否罹患衰弱症的一項有利的檢測方式。

2.可將上述的移動體態及完成時間，與一般正常人的標準移動體態及標準完成時間進行比對，藉以判斷目標人體是否患有衰弱症，藉以可以節省人力，以及提昇測試的效率。

3.測試全程由運算單元進行處理，故可提高測試的準確性，進而達到早期發現及治療之功效。

4.測試的過程均以影像紀錄，除了獲得測試時間之外，全程的影像有助於醫師判斷特定的時間節點是否異常，或者移動姿態是否隱含其他應注 意之疾病，有利於早期發現。

1:路徑導引件

11:邊線記號

12:長度

13:寬度

14:虛擬距離標線

2:影像擷取單元

3:運算單元

31:影像辨識模組

32:儲存模組

A:目標人體

A1:左肩關節點

A2:右肩關節點

A3:左肘關節點

A4:右肘關節點

A5:左腕關節點

A6:右腕關節點

A7:左髖關節點

A8:右髖關節點

A9:左膝關節點

A10:右膝關節點

A11:左踝關節點

A12:右踝關節點

[第一圖]係為本創作實施例測試裝置之配置圖。

[第二圖]係為本創作實施例之配置方塊圖。

[第三圖]係為本創作實施例測試步驟過程之示意圖。

[第四圖]係為本創作實施例監測目標人體的各關節點之位置示意圖。

[第五圖]係為本創作實施例辨識目標人體坐下之示意圖。

[第六圖]係為本創作實施例辨識目標人體起身之示意圖。

[第七圖]係為本創作實施例辨識目標人體行走接近影像擷取單元之示意圖。

[第八圖]係為本創作實施例辨識目標人體轉身之示意圖。

[第九圖]係為本創作實施例辨識目標人體行走遠離影像擷取單元之示意圖。

請參閱第一圖及第二圖所示，本創作實施例係包含有：路徑導引件1、影像擷取單元2及運算單元3，其中：

路徑導引件1，路徑導引件1可以是一片狀物件例如紙片、膠片、拼接地板等，以直接平鋪於地面供行走之用，路徑導引件1也可以是位於地面上的特定移動空間，本實施例的路徑導引件1係以位於地面上的特定移動空間為例，該路徑導引件1的二側分別標示有一邊線記號11，藉以界定該路徑導引件1的尺寸，該路徑導引件1的長度12係為3公尺，寬度13則為1公尺。

影像擷取單元2，其係拍攝一目標人體A於該路徑導引件1內進行測試步驟時〔如第三圖所示〕，該目標人體A移動的測試影像。

運算單元3，其係訊號連接該影像擷取單元2，藉以接收該測試影像。該運算單元3係包含有一影像辨識模組31及一儲存模組32。首先，該影像辨識模組31係會根據該測試影像中的該目標人體A，予以定位出其身體上的各關節點之位置，並予以監測該等關節點的位置變化。該關節點〔如第四圖所示〕係包含：左肩關節點A1、右肩關節點A2、左肘關節點A3、右肘關節點A4、左腕關節點A5、右腕關節點A6、左髖關節點A7、右髖關節點A8、左膝關節點A9、右膝關節點A10、左踝關節點A11、右踝關節點A12其中之一或其任意組合。該影像辨識模組31根據該測試影像的畫面內容，係會辨識出該目標人體A的移動體態及完成時間。該移動體態係包含該目標人體A於該路徑導引件1內完成起身、行走、轉身及坐下等測試步驟時，對應於其身體上的各關節點之間的位置變化。該完成時間係包含該目標人體A於該路徑導引件1內至少完成一次起身、行走、轉身及坐下等測試步驟時，對應於其身體上任一關節點的連續移動時間。該影像辨識模組31並將該測試影像與一標準影像進比對，藉以獲得一比對結果。該標準影像係為一正常人同樣於該路徑導引件1內完成起身、行走、轉身及坐下等測試步驟時所獲得的標準移動體態及標準完成時間。進行辨識及比對時，藉由監測該測試影像中該目標人體A上所對應該等關節點之間的位置變化及各關節點連續移動時間，與該標準影像內正常人之標準移動體態及標準完成時間進行比對，以獲得該比對結果，藉以判斷該目標人體A是否正常。亦即可經由該等關節點之間的位置變化，以獲得該目標人體A之移動體態，再與該標準影像內正常人之標準移動體態進行比對，藉以判斷該目標人體A是否正常，有無患有衰弱症。同時，可經由該等關節點的連續移動時間，以獲得該目標人體A之完成時間，再與該標準影像內正常人之標準完成時間進行比對，藉以判斷該目標人體A是否正常，有無患有衰弱症。故可經由該移動體 態與完成時間之比對，據以判斷該目標人體A是否患有衰弱症。該儲存模組32則儲存上述比對結果，以供讀取或輸出該比對結果。

對於該目標人體開始進行測試步驟時，如第一圖及第四圖所示，路徑導引件1的邊緣設置有一座椅，目標人體A先坐在該座椅上，並面向路徑導引件1與影像擷取單元2。測試時，該影像擷取單元2係拍攝該目標人體A於該路徑導引件1內進行起身、行走、轉身及坐下等測試步驟〔如第三圖所示〕的測試影像，然後該影像辨識模組31開始監測該目標人體A身上的各個關節點之間的位置變化及任一關節點的連續移動時間，據以辨識出該目標人體A的移動體態及完成時間。上述各關節點的辨識規則如下：

1.根據該測試影像中該目標人體A的左髖關節點A7、右髖關節點A8與左膝關節點A9、右膝關節點A10之間的縱向距離差異，可以辨識該目標人體A的該移動體態屬於坐姿〔如第五圖所示〕或站姿〔如第六圖所示〕。

2.根據該測試影像中該目標人體A的左髖關節點A7至左踝關節點A11之間，以及右髖關節點A8至右踝關節點A12之間的縱向距離差異，可以辨識該目標人體A的該移動體態屬於站姿〔如第六圖所示〕或行走〔如第七圖所示〕。

3.根據該測試影像中該目標人體A的左肩關節點A1至左腕關節點A5之間，以及右肩關節點A2至右腕關節點A6之間縱向距離差異，可以辨識該目標人體A的該移動體態屬於雙手擺動狀態〔如第七圖所示〕。

4.根據該測試影像中該目標人體A的各關節點彼此間的成像距離漸大，可以辨識該目標人體A的該移動體態是接近於該影像擷取單元2〔如第七圖所示〕，反之則是遠離於影像擷取單元2〔如第九圖所示〕。

5.根據該測試影像中該目標人體A的各關節點橫向距漸縮短再變長，代表該目標人體A的該移動體態屬於轉身動作〔如第八圖所示〕。

6.該目標人體A完成起身、行走、轉身及坐下等測試步驟，任一關節點回到該路徑導引件1的一起始原點時之連續移動時間，則為該完成時間。

因此，該影像辨識模組31可以經由監測對應於該目標人體A上的各關節點之間的位置變化，而可辨識出該目標人體A於該路徑導引件1內起身、行走、轉身及坐下時之移動體態〔如第五圖至第九圖所示〕。然後監測該測試影像中該目標人體A身體上所對應該等關節點的連續移動時間，以計算出該目標人體A的完成時間。然後該運算單元3再將辨識上述目標人體A所獲得的移動體態及完成時間，與一般正常人所拍攝的標準影像中之標準移動體態及標準完成時間進行比對，以獲得該比對結果，藉以判斷該目標人體A是否符合正常，如有發生異常時，則可判斷是否患有衰弱症，或者是需要進一步執行精密的檢測，以確定是否患有衰弱症。同時該儲存模組32儲存上述比對結果，以供可以讀取或輸出該比對結果。

該運算單元3進一步可以於該測試影像中的畫面中，對應於該路徑導引件1的該邊線記號11上標註有一虛擬距離標線14，可以辨識該目標人體A是否正確行走於所指定的該路徑導引件1內。該測試影像中的該虛擬距離標線14，也有助於判斷該目標人體A行走過程中的偏移程度。該虛擬距離標線14並可用以顯示行走的距離，以方便計時整個測試步驟的完成時間。

如此，藉由該影像擷取單元2可以拍攝該目標人體A的移動體態及完成時間。該運算單元3則可將上述的移動體態及完成時間，與一般正常人的標準移動體態及標準完成時間進行比對，藉以判斷該目標人體A是否具備衰弱症的病徵或衰弱症的前期徵兆，測試過程可以節省人力，提昇測試的效率，並經由該運算單元3全程進行處理，故可提高測試的準確性，進而達到早期發現及早期治療之功效。此外，測試的過程均以影像紀錄，除了獲得測試時間之 外，全程的影像有助於醫師判斷特定的時間節點是否異常，或者該目標人體A的移動姿態是否隱含其他應注意之疾病，可幫助提早發現。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。

1:路徑導引件

11:邊線記號

12:長度

13:寬度

2:影像擷取單元

3:運算單元

Claims (14)

1. 一種衰弱症測試裝置，包含有：一路徑導引件；一影像擷取單元，係拍攝一目標人體於該路徑導引件內移動的一測試影像；一運算單元，其係訊號連接該影像擷取單元，藉以接收該測試影像，該運算單元係包含有一影像辨識模組，該影像辨識模組根據該測試影像的畫面內容，辨識出該目標人體的一移動體態及一完成時間，該移動體態係包含該目標人體於該路徑導引件內進行起身、行走、轉身及坐下之測試步驟時，對應於身體上的各關節點之間的位置變化，該完成時間係為該目標人體於該路徑導引件內至少完成一次起身、行走、轉身及坐下之測試步驟時，對應於身體上任一該關節點的連續移動時間，該運算單元並將該測試影像與一標準影像進比對，以獲得一比對結果，藉以判斷該目標人體是否具備衰弱症的病徵。
2. 如請求項1之衰弱症測試裝置，其中，該標準影像係包含一正常人同樣於該路徑導引件內移動時，所獲得的一標準移動體態及一標準完成時間，該影像辨識模組係將該移動體態及該完成時間，分別與該標準移動體態及該標準完成時間進行比對，以獲得該比對結果。
3. 如請求項1之衰弱症測試裝置，其中，該路徑導引件具有一移動空間，該移動空間的二側分別標示有一邊線記號，藉以界定該路徑導引件的尺寸。
4. 如請求項1之衰弱症測試裝置，其中，該路徑導引件的長度係為3公尺，寬度則為1公尺。
5. 如請求項1之衰弱症測試裝置，其中，該關節點係包含一左肩關節點、一右肩關節點、一左肘關節點、一右肘關節點、一左腕關節點、一右腕關節點、一左髖關節點、一右髖關節點、一左膝關節點、一右膝關節點、一左踝關節點、一右踝關節點其中之一或其任意組合。
6. 如請求項5之衰弱症測試裝置，其中，該測試影像中該目標人體的該左髖關節點、該右髖關節點與該左膝關節點、該右膝關節點之間的縱向距離差異，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於坐姿或站姿。
7. 如請求項5之衰弱症測試裝置，其中，該測試影像中該目標人體的該左髖關節點至該左踝關節點間，以及該右髖關節點至該右踝關節點之間的縱向距離差異，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於站姿或行走。
8. 如請求項5之衰弱症測試裝置，其中，該測試影像中該目標人體的該左肩關節點至該左腕關節點之間，以及該右肩關節點至該右腕關節點之間縱向距離差異，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於雙手擺動狀態。
9. 如請求項5之衰弱症測試裝置，其中，該測試影像中該目標人體的各該關節點彼此間的成像距離漸大，代表該目標人體的該移動體態是接近於該影像擷取單元，反之則遠離於該影像擷取單元。
10. 如請求項5之衰弱症測試裝置，其中，該測試影像中該目標人體的各該關節點橫向距漸縮短再變長，可以辨識該目標人體的該移動體態屬於轉身動作。
11. 如請求項5之衰弱症測試裝置，其中，任一該關節點回到該移動路徑的一起始原點時的該連續移動時間，則為該完成時間。
12. 如請求項1之衰弱症測試裝置，其中，該影像辨識模組係根據該測試影像中的該目標人體，予以定位出其身體上的各該關節點之位置，並予以監測該等關節點的位置變化。
13. 如請求項3之衰弱症測試裝置，其中，該運算單元係於該測試影像中的畫面中，對應於該路徑導引件的該邊線記號上標註有一虛擬距離標線。
14. 如請求項1之衰弱症測試裝置，其中，該運算單元進一步包含有一儲存模組，該儲存模組儲存該比對結果，以供讀取或輸出該比對結果。

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