An intelligent gait-phase detection algorithm based on kinematic and kinetic parameters is presented in this paper. The gait parameters do not vary distinctly for each gait phase; therefore, it is complex to differentiate gait phases with respect to a threshold value. To overcome this intricacy, the concept of fuzzy logic was applied to detect gait phases with respect to fuzzy membership values. A real-time data-acquisition system was developed consisting of four force-sensitive resistors and two inertial sensors to obtain foot-pressure patterns and knee flexion/extension angle, respectively. The detected gait phases could be further analyzed to identify abnormality occurrences, and hence, is applicable to determine accurate timing for feedback. The large amount of data required for quality gait analysis necessitates the utilization of information technology to store, manage, and extract required information. Therefore, a software application was developed for real-time acquisition of sensor data, data processing, database management, and a user-friendly graphical-user interface as a tool to simplify the task of clinicians. The experiments carried out to validate the proposed system are presented along with the results analysis for normal and pathological walking patterns

چکیده

الگوریتم تشخیص فازِ گام برداشتنِ هوشمندِ مبتنی بر پارامترهای حرکتی و جنبشی، در این مقاله ارائه شده است. پارامترهای راه رفتن برای هر فاز راه رفتن مجزا، متفاوت نمی باشند؛ بنابراین، تمایز فازهای راه رفتن با توجه به یک مقدار آستانه پیچیده است. برای غلبه بر این پیچیدگی، مفهوم منطق فازی، برای تشخیص فازهای راه رفتن با توجه به مقادیر عضویت فازی؛ استفاده شد. سیستم کسب اطلاعات زمان واقعی (بلادرنگ) متشکل از چهار مقاومت حساس به نیرو و دو حسگر حرکتی برای به دست آوردن الگوهای فشار پا و زاویه ی خمیدگی/کشش زانو، توسعه داده شد. مراحل راه رفتن شناسایی شده می تواند، برای شناسایی رخداد ناهنجاری، بیشتر تحلیل شود، و از این رو، تعیین زمان دقیق برای گرفتن بازخورد قابل اجرا ست. مقدار زیادی از اطلاعات مورد نیاز برای تحلیل کیفیت راه رفتن مستلزم استفاده از فنآوری اطلاعات برای ذخیره سازی، مدیریت، و استخراج اطلاعات مورد نیاز می باشد. بنابراین، یک نرم افزار کاربردی برای کسب بلادرنگ داده های حسگر، داده های پردازش، مدیریت پایگاه داده، و یک واسط گرافیکی کاربری کاربر پسند به عنوان یک ابزار به ساده کردن کار پزشکان توسعه داده شد. آزمایش های انجام شده برای اعتبارسنجی سیستم پیشنهادی همراه با نتایج تحلیل برای الگوهای راه رفتن نرمال و پاتولوژیک (آسیب شناختی) ارائه شده است.

1-مقدمه

تحلیل راه رفتن مطالعه و تحقیقی از حرکت انسان است، که با مشاهده بصری، فناوری حسگر، ویدیو/دوربین نوری، و یا ترکیبی از این روش ها اجرا می شود. با توسعه تکنولوژی میکرو، میکرو حسگرها (حسگرهای میکرو) مانند شتاب سنج، ژیروسکوپ، مغناطیس سنج، لودسل (باطری الکتریکی)، سوئیچ های پا، حسگرهای الکترومیوگرافی(EMG) ، و غیره، به راحتی در صنعت موجود هستند که می توانند برای تحلیل راه رفتن انسان استفاده شوند. این یک عامل حیاتی برای شناسایی انواع حسگرها برای به دست آوردن است اطلاعات قابل اعتماد و صحیح بر اساس برنامه می باشد...