一种基于步态的认知障碍评估方法

1.本发明属于医工结合技术领域，尤其涉及一种基于步态的认知障碍评估方法。


背景技术：

2.认知障碍包括几种情况，症状从轻度(如轻度认知障碍(mci))到重度(如阿尔茨海默病(ad)和其他痴呆)。ad被世界卫生组织确认为全球公共卫生重点。mci是指正常衰老和痴呆之间的过渡阶段。mci分为遗忘型mci(amci)和非遗忘型mci，amci主要影响短期记忆或长期记忆。最确定的ad前期亚型是amci，被认为是ad的前驱症状，年转换率为6％～25％。
3.随着我国老龄化社会的到来，与年龄密切相关的认知障碍，包括痴呆的患病率，近年来呈明显增加的趋势，人们对于认知障碍评估的需要也日益提高。目前对认知障碍筛查的手段主要依靠蒙特利尔认知评估量表(moca)，简明精神状态量表(mmse)，临床痴呆评估量表(cdr)等各种评价量表，但是各个量表在测量时不仅操作复杂，还需要耗费大量的人力和物力。因此需要一种更加敏感而量化的评估方法。
4.除了认知障碍外，mci患者还可能出现运动功能障碍，例如步态障碍。而步态障碍在ad患者中也很常见。步态与认知有着密切的关系，大量临床试验通过步态检测的步态参数，如步幅、步速、步频等反映步态障碍情况，进而评估受试者的认知功能情况，并提出步态是评估认知障碍的敏感指标。再者，行走是一个需要记忆、执行功能、运动协调和注意力的过程，因此双任务步态，即在执行需要注意力的任务时行走，也已被证明在认知障碍的个体中比在没有认知障碍的个体中受影响更大。因此，双任务评估已被用于通过评估从单任务(如行走)到双任务行走测试(如行走同时减去100)的步态表现下降来检测认知能力异常下降的个体。


技术实现要素：

5.为了上述人们对于认知障碍评估的需要和解决当前评估方法繁琐复杂的问题，本发明提供一种基于步态的认知障碍评估方法，该方法可以快速地通过客观量化的步态参数得到准确的认知障碍评估结果，能够针对患有认知障碍等人群进行前期评估，后期康复训练和指导治疗。
6.技术方案如下：
7.一种基于步态的认知障碍评估方法，步骤如下：
8.s1、获取对象边执行步行任务、边执行倒数步数任务时的双任务步态数据；
9.s2、通过下列公式计算所述对象的认知障碍程度：
10.ma＝w*g+l
11.其中，ma表示moca分数，w表示权重向量，g表示步态向量，l表示常量；
12.s3、通过如下moca分数标准得出障碍程度结论：
13.ma＝20-30分：正常；
14.ma＝21-26分：轻度认知障碍；
15.ma＝10-20分：中度认知障碍；
16.ma＝0-9分：重度认知障碍。
17.进一步的，步骤s1中，所述步行任务为：对象以舒适的速度行走，行走长度》10m。
18.进一步的，步骤s1中，倒数步数任务为倒数100任务，在平整的地面进行测试，对象开始行走，并开始进行从100至0的倒计数。
19.进一步的，步骤s2中，所述权重向量w是基于训练样本利用多元线性回归模型获得的未标准化系数，w＝[-71.128，107.664，-1.211，-0.032，-34.644，44.824，0.114，0.148]。
[0020]
进一步的，，步骤s2中，所述步态向量g的元素包括所述边执行步行任务、边执行倒数步数任务时的步幅、步速、步频、摆动相、支撑时间、摆动时间、足趾离地角度和足跟着地角度，其中：
[0021]
步幅：由一次足跟着地到该侧足跟再次着地所进行的距离；
[0022]
步速：单位时间内在行进的方向上整体移动的直线距离；
[0023]
步频：每分钟迈出的步数；
[0024]
摆动相：一侧下肢的足尖离地，到同侧足跟着地的阶段，约占整个步态周期的40％；
[0025]
支撑时间：在一个步态周期中，双脚支撑地面的时间；
[0026]
摆动时间：在一个步态周期中，脚离开地面向前迈步至再次落地之间的时间；
[0027]
足趾离地角度：脚即将离开地面的时候，足趾与地面的夹角；
[0028]
足跟着地角度：脚即将接触地面的时候，足跟与地面的夹角。
[0029]
进一步的，，步骤s2中，所述常量l＝124.2。
[0030]
本发明的有益效果是：
[0031]
本发明所述的基于步态的认知障碍评估方法首次结合了边步行边执行倒数100任务时的步态数据与moca评分的相关性，利用多元线性回归模型获得未标准化系数，决定系数r方值可达0.853，显著性p值为0.025；该发明可以快速的通过客观量化的步态参数得到准确的认知障碍评估结果，能够针对患有认知障碍等人群进行前期评估，后期康复训练和指导治疗。
具体实施方式
[0032]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面对一种基于步态的认知障碍评估方法做进一步说明。
[0033]
一种基于步态的认知障碍评估方法。该方法包括：
[0034]
获取对象边步行边执行倒数100任务时的双任务步态数据：
[0035]
步行任务：对象以舒适的速度行走，行走长度》10m。
[0036]
倒数100任务：在平整的地面进行测试，参与者开始行走，并开始进行从100倒计数(如100、99、98......)。
[0037]
步态数据：步幅、步速、步频、摆动相、支撑时间、摆动时间、足趾离地角度和足跟着地角度。
[0038]
步幅：由一次足跟着地到该侧足跟再次着地所进行的距离。
[0039]
步速：单位时间内在行进的方向上整体移动的直线距离。
[0040]
步频：每分钟迈出的步数。
[0041]
摆动相：一侧下肢的足尖离地，到同侧足跟着地的阶段，约占整个步态周期的40％。
[0042]
支撑时间：在一个步态周期中，双脚支撑地面的时间。
[0043]
摆动时间：在一个步态周期中，脚离开地面向前迈步至再次落地之间的时间。
[0044]
足趾离地角度：脚即将离开地面的时候，足趾与地面的夹角。
[0045]
足跟着地角度：脚即将接触地面的时候，足跟与地面的夹角。
[0046]
根据所述边步行边执行倒数100任务时的双任务步态数据，评估所述对象的认知障碍程度。
[0047]
所述评估所述对象的认知障碍程度包括根据如下公式计算所述对象的认知障碍程度ma＝w*g+l，
[0048]
其中，w表示权重向量，g表示步态向量，l表示常量，ma表示moca分数。
[0049]
所述权重向量w是基于训练样本利用多元线性回归模型获得的未标准化系数。w＝[-71.128，107.664，-1.211，-0.032，-34.644，44.824，0.114，0.148]。
[0050]
所述步态向量g的元素包括所述边步行边执行倒数100任务时的步幅、步速、步频、摆动相、支撑时间、摆动时间、足趾离地角度和足跟着地角度。
[0051]
所述常量l＝124.2。
[0052]
所述ma为moca分数：
[0053]
27-30分：正常。
[0054]
21-26分：轻度认知障碍(mci)。
[0055]
10-20分：中度认知障碍(轻度ad)。
[0056]
0-9分：重度认知障碍(重度ad)。
[0057]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于步态的认知障碍评估方法，其特征在于，步骤如下：s1、获取对象边执行步行任务、边执行倒数步数任务时的双任务步态数据；s2、通过下列公式计算所述对象的认知障碍程度：ma＝w*g+l其中，ma表示moca分数，w表示权重向量，g表示步态向量，l表示常量；s3、通过如下moca分数标准得出障碍程度结论：ma＝20-30分：正常；ma＝21-26分：轻度认知障碍；ma＝10-20分：中度认知障碍；ma＝0-9分：重度认知障碍。2.如权利要求1所述的基于步态的认知障碍评估方法，其特征在于，步骤s1中，所述步行任务为：对象以舒适的速度行走，行走长度>10m。3.如权利要求1所述的基于步态的认知障碍评估方法，其特征在于，步骤s1中，倒数步数任务为倒数100任务，在平整的地面进行测试，对象开始行走，并开始进行从100至0的倒计数。4.如权利要求1所述的基于步态的认知障碍评估方法，其特征在于，步骤s2中，所述权重向量w是基于训练样本利用多元线性回归模型获得的未标准化系数，w＝[-71.128，107.664，-1.211，-0.032，-34.644，44.824，0.114，0.148]。5.如权利要求1所述的基于步态的认知障碍评估方法，其特征在于，步骤s2中，所述步态向量g的元素包括所述边执行步行任务、边执行倒数步数任务时的步幅、步速、步频、摆动相、支撑时间、摆动时间、足趾离地角度和足跟着地角度，其中：步幅：由一次足跟着地到该侧足跟再次着地所进行的距离；步速：单位时间内在行进的方向上整体移动的直线距离；步频：每分钟迈出的步数；摆动相：一侧下肢的足尖离地，到同侧足跟着地的阶段，约占整个步态周期的40％；支撑时间：在一个步态周期中，双脚支撑地面的时间；摆动时间：在一个步态周期中，脚离开地面向前迈步至再次落地之间的时间；足趾离地角度：脚即将离开地面的时候，足趾与地面的夹角；足跟着地角度：脚即将接触地面的时候，足跟与地面的夹角。6.如权利要求1所述的基于步态的认知障碍评估方法，其特征在于，步骤s2中，所述常量l＝124.2。

技术总结
一种基于步态的认知障碍评估方法，属于医工结合技术领域。技术方案：获取对象边执行步行任务、边执行倒数步数任务时的双任务步态数据；通过权重向量、步态向量、常量计算MOCA分数，通过MOCA分数标准得出障碍程度结论。有益效果：本发明所述的基于步态的认知障碍评估方法首次结合了边步行边执行倒数100任务时的步态数据与MOCA评分的相关性，利用多元线性回归模型获得未标准化系数，决定系数R方值可达0.853，显著性P值为0.025；该发明可以快速的通过客观量化的步态参数得到准确的认知障碍评估结果，能够针对患有认知障碍等人群进行前期评估，后期康复训练和指导治疗。后期康复训练和指导治疗。


技术研发人员：陶帅 韩星 孔丽文 赵洁
受保护的技术使用者：大连大学
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/7/20