【项目开发分享】基于足底压力传感器的下肢步态综合康复系统 原创

项目介绍

• 背景
  近年来，我国65岁及以上人口数量达1.76亿人；残疾人数量达8500多万人；慢性病发病人数达3亿人，脑卒中已成为我国老年人死亡原因之首，但研究证明后期有效的康复治疗能明显提高脑卒中偏瘫患者的日常生活能力。
  但目前社会上仍然存在着几个痛点：

  • 由于偏瘫患者康复周期长，过程复杂，大都选择居家康复。但居家康复积极性得不到保障，康复计划缺少科学指导，康复情况不能定期评估；
  • 市面上已存在的下肢步态检测设备体积较大、价格昂贵、且输出的数据没有进行评估或只有简单的处理，患者或其家属只能通过医生解说了解；
  • 目前的主要评估方法是由医生多年的经验进行打分评估，效率较低，即使有评估量表，差距也较大，且大量的偏瘫患者造成了一定的社会医疗资源压力。

• 硬件
  
  我们的硬件主要有传感器和控制板两部分组成，传感器主要有RX鞋垫式薄膜压力传感和MPU6050加速度传感器，控制板目前主要使用Esp32，借助其便捷的开发环境和多个开箱即用的Arduino库进行快速的设备开发。为了拥抱opneHarmony生态，结合openHamony新特性，后续会围绕搭载openHarmony系统的开发板进行开发

• 软件
  我们的软件主要有WEB端、HarmonyOS应用、微信小程序，后端采用Django框架编写

  • Web端展示
    
  • HarmonyOS应用展示
    

• 算法
  鞋垫式压力传感拥有48个点位，每秒采集10次以上，MPU6050可以实时的采集脚部的三轴角度、加速度，面对这些数据，如何从中提取到有效信息就成了重中之重。为此，我们研读了大量的论文、数据，了解到压力中心COF、压强中心COP、压力曲线等评估标准，以及通过压力数据进行支撑相、摆动相等重要步态特征的提取，同时，我们开创性的提出了交叉评估、综合评分的方式，将复杂的步态情况凝练成简单的数字，让患者更加直观的了解评估情况

• 获奖情况

  • 在首届华为云loT创新应用大赛获得潜力奖
    
  • 2021届iCAN"未来杯"HarmonyOS技术应用创新大赛总决赛中获得二等奖
    
  • 第五届“傅利叶”杯中国康复人创意大赛获得二等奖
    

学习分享

• HarmonyOS开发学习
  首先要了解整个项目组织结构，理解各个文件的依赖调用关系；其次，HarmonyOS的官方开发文档十分强大，带着项目需求去阅读，收获会很多，当开发过程中出现问题时，可以查看日志并查阅文档，无法解决时，可以提供详细的日志和报错在开发者论坛求助，方便进行错误定位；最后，良好的代码编写习惯也很重要，包结构的合理划分、类名、方法名、变量名、常量名命名规范，方便代码阅读以及功能扩展。

未来展望

• 基于openHarmony系统的嵌入式应用开发
  openHarmony生态日益完善，我们团队也将致力于openHarmony的开发中，将项目与嵌入式应用相结合，为项目提供更多的使用场景，也为推广openHarmony助力。

团队介绍

"快乐星球"团队来自于郑州轻工业大学梅科尔工作室，由八名不同院系、不同专业的本科生组成，分别负责着硬件设计、软件开发、后端编写、算法分析、数据处理等方面的工作。