基于体域传感器网络的马术治疗的实时监测和评价方法

Due to the lack of real-time surveillance of patients on horseback and objective evaluation method to quantify the therapeutic effect during hippotherapy, the body sensor network (BSN) is applied to the rehabilitation training of hippotherapy, the experimental platform is developed for real-time surveillance of the interactive motion between patients and horses and the objective evaluation method to quantify the rehabilitation effect of hippotherapy, the mathematical interaction model is built based on the analysis of the rider-horse system, so as to provide a more detailed scientific basis and theoretical guidance for hippotherapy. The study of this project is of practical significance for the exploration of individualized treatment method according to each specific patient and the development of hippotherapy technology suitable for our national conditions.

目前在马术治疗中缺少实时监测患者在马背上姿势控制的手段和客观量化地评价马术治疗康复效果的方法。为解决该需求，本课题拟将体域传感器网络应用到马术治疗的康复训练中，研究能够实时监测患者在马背上姿势控制的实验平台和客观量化地评价马术治疗康复效果的方法，建立能够反映马术治疗中患者和马相互作用的数学模型，分析马术治疗的运动机理，为马术治疗提供更详实的科学依据和理论指导。本课题的研究成果对于探索根据患者的客观测量数据和康复进展程度而量体裁衣地制定个体化的马术治疗方法和发展符合我国国情的马术治疗具有现实意义和应用价值。

针对在马术治疗中缺少实时监测患者平衡控制能力的手段和客观量化地评价马术治疗方法的需求，本项目将体域传感器网络应用到马术治疗的康复训练中，研究能够实时监测骑手在人马动作的实验平台和客观量化地评价马术治疗效果的方法。经过四年的研究努力，获得了基于体域传感器网络的人马动作监测平台的技术方案，在人体动作、马匹动作信号的特征提取和分析识别以及骑手动作平衡能力的分析方法方面也获得了诸多研究成果，提出了基于峰值检测的滑动窗口动作分割方法，建立了基于生物力学结构的人马交互矢量模型，并且通过建立的交互模型，重构骑手的运动姿态，通过对运动姿态的分析，来对患者骑手平衡能力进行评估；提出基于高斯过程的噪声消除方法和一种基于Bore sighting轴线对准的传感器初始对准方法。此外，也开展了人体步态分析和基于体感网的马术治疗监测的实验研究，取得了较好的研究成果。项目组按照制定的研究计划完成了研究目标。本课题的研究成果对于探索根据患者的客观测量数据制定个体化的马术治疗方法和发展符合我国国情的马术治疗具有现实意义和应用价值。