婴儿全身运动三维动作捕捉技术和质量评估系统

1、婴儿全身质量评估系统 科技发明制作 A 类科技发明制作 B 类2婴儿全身质量评估系统说明1、申报者填写。认真阅读此说明各项内容后按要求详细2、申报者在填写申报情况时只需根据个人项目或集体项目填写 A1 或 A2 表，根据类别（自然科学类学术、哲会科学类调查报告和学术、科技发明制作）分别填写 B1、B2 或 B3 表。所有申报者必须填报D 表，可根据情况填写 C 表。科技发明制作项目分为 A 类（科技含量较高）和 B 类（投入较少的小发明），请注明。3、表内项目填写清楚，此申报书可用钢笔或打印，字迹要端正、。4、序号、编码由浙江省第十五届“杯”大学生课外学术科技竞赛组委会填写。5、学术、调查报告

2、及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文文本），请以 4 号楷体打印在14.5×22cm。A4 纸上，附于申报书后，文章版面6、寄送。申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一7、有关参赛事宜请向竞赛组委会处咨询。3婴儿全身质量评估系统A2 申报者情况（集体项目）4申报者情况姓 名女出生年月1996 年 1 月学校第二临床医学院专 业临床医学现学历本科年级2014学制5 年入学时间2014 年婴儿全身三维动作捕捉技术和质量评估系统毕业题目通讯地址浙江省温州市温州医科大学325000常住地通讯地址浙江省温州市温州医科大学325000住宅合作者情况学历所在男21本科温州医科大学女19

3、本科温州医科大学男21本科温州医科大学男21本科温州医科大学女21本科温州医科大学熊英豪男20本科温州医科大学婴儿全身质量评估系统说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。5季女19本科温州医科大学资格认定学校学籍管理部门意见是否为 2017 年 6 月 1 日前正式在校的全日制非育、非在职的各类高等院校学生（含专科生、本科生和研究生）。 是 否若是，其学号为： 1401140325（部门盖章）院系或导师意见本是否为课外学术科技或实践活动成果 是 否签名：婴儿全身质量评估系统B3申报情况（科技

4、发明制作）6婴儿全身三维动作捕捉技术和质量评估系统（ D ）A. 机械与（机械、仪器仪表、自动化、工程、交通、等）B. （计算机、电信、通讯、等）C. 数理（数学、物理、地球与空间科学等）D. 生命科学（生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）E. 能源化工（能源、材料、石油、化学、化工、环保等）婴儿全身质量评估系统7设计、发明的目的和 基 本 思路 ， 创 新点，技术关键和主要技术指标【目的】利用三维动作捕捉技术将婴儿的全身 （general movements，GMs）动态数据进行量化和 化处理， 在此基础上根据 GMs 评估 原理，制定一种新的更高效、准确的评估 ，研发出婴儿全身 质

5、量评估系统，从而达到早期筛查脑损伤新生儿的目的。【基本思路】1. 问题提出：我国新生儿脑损伤患者基数庞大，现有脑瘫患儿数量为 200 万，每年新增患儿人数高达 4 万人以上。新生儿脑损伤导致的脑性瘫痪、精神 发育迟缓、癫痴等后遗症，严重影响儿童生存质量，给 和患儿家庭带来沉重负担，而现如今对新生儿脑损伤早期筛查并没有有效的 。因此，如何快速准确地对脑损伤患儿做出早期筛查、早期 ，已成为急需解决的问题。2. 问题分析：长期以来运用的传统神经发育检查法， 如脑电图、神经诱发电位、颅脑超声及 CT、MRI 等，婴儿全身质量评估系统8在用于 神经发育结局时价值较低。全身 质量评估（GMs）是一种探究新

6、生儿和 6 内婴儿神经发育功能的实用性工具，它可以在婴儿出生后 06 月龄内就后期神经发育结局作出超早期且准确有效的 。其评价 主要是通过医生肉眼观察婴儿全身 录像得出评估结果， 观察者的 性和外界环境的干扰使结果 较大的误差。若要实现 GMs 评估在临床的推广应用，则需要改进其现有的评估方式来提高结果的客观性和准确性。3.问题解决：我们首次提出将三维动作捕捉技术运用 到 GMs 的评估中，运用光学数字式 摄像机拍摄婴儿全身并导入我们 研发的分析系统，算机分析处理后得出结果。该技术弥补了现有的 GMs 评估法的缺陷，使结果实现了数字化、客观化、标准化，提高了脑损伤新生儿的早期筛查水平，具有实效

7、的临床意义和广阔的运用前景。【创新点】婴儿全身质量评估系统91. 前沿先进：首次将三维动作捕捉技术应用于实际临床中婴儿 GMs 评估，在全球研究领域尚为空白。2. 便捷高效：易于执行，可减少评估培训和评估时间，提高效率。3. 客观准确：实现计算机量化评估，减少误差， 提高结果的准确性和灵敏度。【技术关键】1. 实现对婴儿的动态捕捉。2. 计算整个全身的时间，有效区分中的间歇与结束后的间歇。3. 将 GMs 评估法数字化处理，实现对目标动作的准确识别与细节区分。婴儿全身质量评估系统1的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进 步。请提供技术性分析说明和参考

8、文献资料）【研发技术的先进性】通过查阅国内外文献发现，国外有使用一个轻量级的、无线的度，测量的系统，可以评估早产儿的质量而不干扰常规护理。但其性差， 灵敏度低，达不到 GMs 评估标准，不适合在临床推广。国内 GMs 评估目前仍停留于人工肉眼评估阶段， 费时费力，不适合于我国人口基数大、医疗资源紧缺的国情。为进一步提高 GMs 评估的实用性，本小组首次提出运用婴儿全身三维动作捕捉技术替代原有的人工评估，在此基础上发明了婴儿全身质量评估系统。 三维动作捕捉技术是在现代计算机技术、网络技术、传感器技术快速发展下涌现出的一种现代化的三维图像处理。婴儿全身质量评估系统在运行时，通过对 GMs 录像的数

9、字化处理，进行分析，得出评估结果。该系统具有操作简便、耗时短等优点，且将评估结果准确率从 80%提高到了 96.6%，灵敏度从 76%婴儿全身质量评估系统1提高到了 97.2%。根据本课题组向 科学院上海科技查新咨询中心提交的成果查新委托的结果可知，该系统为世界首创， 在全球研究领域尚为空白，国内外目前无相关 。【主要参考文献】1 Gravem DD, Singh MM, Chen CC, et al. Assessment of Infant Movement With a Compact Wireless Accelerometer System. ASME. J.Med.Devices.

10、2012;6(2):021013-021013- 7. doi:10.1115/1.4006129.2 Morgan C, Crowle C, Goyen T A, et al. Sensitivity and specificity of General Movements Assessment for diagnostic accuracy of detecting cerebral palsy early in an Australian context.J. Journal of Paediatrics & Child Health, 2016, 52(1):54-59.3 S

11、nider L M, Majnemer A, Mazer B, et al. A comparison of the general movements assessment with traditional approaches to newborn and infant assessment: concurrent婴儿全身质量评估系统1validityJ. Early Human Development, 2008,84(5):297-303.4 Darsaklis V, Snider L M, Majnemer A, et al. Predictive validity of Prech

12、tl's Method on the Qualitative Assessment of General Movements: a systematic review of the evidence.J. Developmental Medicine & Child Neurology, 2011, 53(10):896-906.5 ,等. 全身 质量评估对窒息新生儿 24 月龄时不良结局的 价值J. 当代儿科杂志, 2015, 17(12):1322-1326.6 , ,等. 全身 质量评估和脑电图高危新生儿神经发育结局的价值J. 广西医学,2015(2):186-188.7

13、 ,. 不同阶段全身 质量评估对高危新生儿神经发育结局的早期 价值的研究J. 医学研究杂志, 2014, 43(9):63-65.8 , ,等. 全身 质量评估对早产脑损伤高危儿神经发育结局的 效度J. 康复医学杂志, 2014, 29(10):944-947.9 , , ,等. 全身 质量评估对足月脑损伤儿脑瘫发育结局的儿童 杂志, 2014, 22(7):680-682.10 , 勇,等. 全身 质量评估早期化脓性脑膜炎新生儿 发育结局的价值J. 中华围产医学杂志, 2015, 18(9):692-696.11 秀,. 全身 质量评估技术在新生儿缺氧缺血性脑病神经损伤中的应用价值J. 山东

14、医药, 2014(41):79-80.12 . 脑瘫儿的超早期筛查技术:全身 评估在中国的研究进展J. 2010.婴儿全身质量评估系统113Adde L, Rygg M, Lossius K, et al. General movement assessment: predicting cerebral palsy in clinical practiseJ. Early Human Development, 2007,83(1):13-18.14 Kepenek-Varol B, Caliskan M, ince Z, et al. The comparison of general mov

15、ements assessment and neurological examination during early infancyJ. TurkishJournal of Pediatrics, 2016, 58(1):54.15 Hamer E G, Bos A F, Hadders-Algra M. Assessment of specific characteristics of abnormal general movements: does it enhance the prediction of cerebral palsy?J. DevelopmentalMedicine&a

16、mp;Child Neurology,2011,53(8):751-756.16 , FENGJun-tan. 全身 质量评估应用的研究进展J. 医学综述, 2014, 20(9):1611-1613.17 秀,. 全身 质量评估与神经运动检查法评估康复科患儿早期中枢神经系统发育情况的价值比较J., 2014, 11(13):151-153.婴儿全身质量评估系统1在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评 比、展示等活动中获奖及鉴定结果1. 学生与导师为共同发明人，申请发明专利一项2. 学生获得的课题立项级 2 项、校级 1 项3. 学生代表参与 2016 年育英论坛-第三届国际转化医学大会（

17、围产医学专场）4. 学生所在团队获浙江省第十届“杯”全国大学生创业计划竞赛一等奖5. 学生所在团队获第十五届温州医科大学“杯” 大学生课外学术科技竞赛一等奖6. 学生所在团队获“红船杯”第八届浙江省大学生职业生涯规划与创业大赛一等奖7. 科学院上海科技查新处查告显示，国内外目前无的相关研究婴儿全身质量评估系统1所处阶 段（ B ）A阶段B中试阶段C生产阶段D（自填）技术转让方式知识产权可展示的形 式模型、图片、录像婴儿全身质量评估系统1使用说明及该 的技术特点和优势，提供该的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益【使用说明】1. 将轻质高反射标识球固定在婴儿的关节部位；2. 将婴儿

18、放置于摄像机感应区；3. 启动智能化管理系统器（DIMS Controller）； 4.在计算机上打开作系统；5.计算机自动处理婴儿的动态捕捉，得出评估报告，供医师参考；【技术特点和优势】前沿首创、人工智能、操作便捷、准确灵敏、普遍适用、价格实惠【适用范围】该技术适用于出生后 0 至 6所有婴儿，可推广作为新生儿脑损伤早期筛查。【推广前景】1.在优生方面：通过对影响神经后遗症的各种围产因婴儿全身质量评估系统1素的研究，为围产期脑损伤的预防提供临床依据。2.在优育方面：通过对高危儿的全身 评估，早期发现脑损伤，获得早期干预的机会，最大程度的减轻神经系统后遗症，提高生存质量。【市场分析及 效益 】

19、现有人工评估缺乏准确性和客观性，医生对评估结果一定的怀疑心理，阻碍了 GMs 评估在婴儿神经损伤新生儿开始早期干预可降低脑损伤新生儿的脑瘫发生率。通过调查社区、医院及相关医疗培训机构，92.7%的与个人表示有使用需求。计划用向各级医院推销采购的模式，打开销售市场。婴儿全身质量评估系统1专利申报情况提出专利申报申报号 201710220428.0申报日期2017 年 4 月 6 日已获专利权批准批准号批准日期年月日未提出专利申请婴儿全身质量评估系统说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、

20、外观图（）,也可附鉴定和应用；4请按照发明点或创新点所在类别填报。1科研管理部门签 章年月日婴儿全身质量评估系统C.当前国内外同类课题研究水平概述2目前常规的婴儿神经评价传统的神经检查法、颅脑超声、MRI、CT 等，但这些 或灵敏度、特异度及准确性不 ，或价格昂贵， 一定的局限性。全身 质量评估（general movements assessment）， GMs评估，是上世纪 90 年代欧洲发育神经学之父 Prechtl 提出的一种新型的评价技术。其对婴儿神经发育结局的 价值得到了研究者们的广泛肯定和认可，被证明是早期识别新生儿脑损伤行之有效的 。这种且无创伤，在欧美和及。GMs 可对 0-

21、6 月龄的筛查到宝贵的早期干预的机会。国内有研究表明，全身统的神经学检查相比在高危儿的神经发育学结局方面具有较高的敏感度、特异度、阳性值及一致性。由于全身质量评估结果取决于评估者的分析和，可信度婴儿全身质量评估系统2是首先要解决的问题。国外 11 个研究中 90 名评估者对 358 名婴儿进行了全身 质量评估，其评估者之间的一致性达到 89%-93%，重测信度达 100%，表明全身 评估具有很 评估者间信度和重测信度。国内上海复旦大学附属儿童评估在临床实践中的信度研究结果显示：在全身 的扭动阶段，GMs 评估重测信度为 90%，评估者间信度为 83%，在全身 的不安阶段， 重测信度为 88%，

22、评估者间信度为 86%。根据国内外文献研究表明， GMs 作为一项高危儿神经学发育筛查的新信的，但目前国内 GMs 评估准确性仍与国外有一定差距，重测信度有待提高。随着计算机技术的日益成熟，GMs 评估能否由计算机系统完成也成为了目前 GMs 评估领域的新热点。基于此，本团队研发出婴儿全身质量评估系统，为新生儿脑损伤的超早期提供了一种更高效、便捷的新 。婴儿全身质量评估系统说明：2婴儿全身质量评估系统1.申报者可根据类别和情况填写；2.填写此栏有助于评审。2婴儿全身质量评估系统2婴儿全身质量评估系统2婴儿全身质量评估系统E浙江省组委会处资格和形式审查意见2组委会处资格审查意见审查人（签名）：2

23、017 年月日组委会处形式审查意见审查人（签名）：2017 年月日婴儿全身质量评估系统2组委会处审查结果合格 不合格（签名）：2017 年月日婴儿全身质量评估系统目录简介1第一章 绪论41.1 研究背景41.1.1 脑损伤新生儿基数庞大.41.1.2 现有新生儿脑损伤评估有一定局限性 .51.1.3 现有的 GMs 研究背景 .61.1.4 GMs 在温州医科大学附属第二医院的临床应用现状 .71.1.5 GMs 现有评估的局限性 .71.2 研究目的81.3 市场需求9第二章 婴儿全身质量评估系统102.1 婴儿全身质量评估系统技术简介102.2 系统特征112.3 系统功能121婴儿全身质

24、量评估系统2.4 系统. 132.4.1 硬件配置.13模块.2.4.2152.4.3 参数指标.152.4.4 GMs 评估室环境 .162.5 系统使用说明182.5.1 操作步骤18第三章：初步实验与成果193.1 实验对象193.2 实验. 203.3 验证. 203.4 实验成果20第四章 与传统脑损伤评估的比较43第五章 优势及应用前景45的特点及优势455.12婴儿全身质量评估系统5.1.1 特点.465.1.2 优势.465.1.3 创新点.475.2 应用范围及应用前景49效益505.3效益505.43婴儿全身质量评估系统简介【项目背景】新生儿期的脑损伤会导致严重的神经系统后

25、遗症，如脑性瘫痪、精神发育迟缓等。我国现有脑瘫患者 600 万人以上，其中 12 岁以下的脑瘫患儿数量为 180 万-200 万，脑瘫儿童的患病率为1.92，每年新增患儿人数在4 万人以上。近50 年来，由于产科技术、围产医学、新生儿医学的发展，新生儿率、死胎发生率均有明显下降，但脑瘫并无明显减少趋势，反而呈逐年上升趋势。目前我国脑性瘫痪儿长的速度远大于医疗机构增长的速度，这将使得在未来几年国内医疗康复资源和需求之间的更加突出。如何快速准确地对脑损伤患儿做出早期、早期、早期干预已成为亟待解决的问题。【研究目标】临床医生普遍认为新生儿脑损伤的早期干预治疗首先需要一种先进的评估手段，能够早期评估脑

26、损伤的程度、后期病情发展程度同时避免人为因素影响。因此，为实现“脑损伤新生儿无病生存”的目标，我们团队致力于开发一种将三维动作捕捉技术运用于婴儿全身质量评估（generalmovements assessment，简称 GMs 评估）的，对脑损伤新生儿进行早期准确与早期。1婴儿全身质量评估系统【设计】婴儿全身质量评估系统由GMs 评估法和三维动作捕捉技术两部分组成。运用三维动作捕捉技术替代了传统 GMs 人工评估，通过捕捉婴儿的特征性动作，与GMs数据库进行对比分析从而实现对新生儿脑损伤的早期筛查。【创新点】对于新生儿脑损伤的评估和，目前世界上尚缺少一种准确可靠的早期。现有脑损伤的以及评估MR

27、I、头颅 B 超、CT、脑电图、脑干听觉诱发电位、Gesell、等。这些或特异性差、或敏感性低、或价格昂贵，不能充分满足临床医生需求。我们首次提出将三维动作捕捉技术运用到 GMs 的评估中的观点，制成了婴儿全身质量评估系统。根据本课题组向科学院上海科技查新咨询中心提交的成果查新委托的结果可知，该技术为全球首创，国内外目前尚无相关研究。采用的三维动作技术弥补了现有的 GMs 评估法的误差大的缺陷，使 GMs 结果实现量化和标准化，利于 GMs 技术在各级医院的推广和应用，提高新生儿脑损伤早期筛查水平。2婴儿全身质量评估系统【项目应用】婴儿全身质量评估系统作为一种可以用于 06 月龄的新生儿的新型

28、的脑损伤评估，能在早期敏感地提示脑损伤的程度，提高了评估的效率和准确度。在临，以作为一种应用于新生儿的脑损伤早期筛查。该可对脑瘫等神经学发育作出超早期可靠的。早产、缺氧、 黄疸、低血糖、脑室内、脑室周白质软化、新生儿缺氧缺血性脑病、新生儿红素脑病、晚发性维生素k 缺乏伴颅内等因素可导致新生儿的脑发育，其在远期可能发生神经系统后遗症如发育落后、智力低下、 语言发育落后、脑性瘫痪等。所以全身质量智能评估系统在高危新生儿的超早期、早期筛查、早期干预领域具有广泛的应用前景和推广价值。3婴儿全身质量评估系统第一章 绪论1.1 研究背景1.1.1 脑损伤新生儿基数庞大由于二胎的放开、环境污染的加剧、的增大

29、以及引产不当等因素，我国新生儿脑损伤患者基数庞大。根据发布的数据，2016 年全国出生人口为 1786 万，随着医疗水平的发展、产科和新生儿重症监护室技术的日益成熟，新生儿存活率有了极大的提高，但是他们的神经发育结局却不容乐观，经抢救存活后的高危儿着神经发育结局出现异常的高风险。根据复旦大学附属医院新生儿科的随访资料,在 NICU 抢救存活的早产儿中,就有 4.3%发生脑瘫,8.6%发神发育迟滞。据世界卫生组织的数据统计，全球每 10 万人中有 7 人发生脑瘫，发达脑瘫约 2。我国现有脑瘫患者 600 万人以上，其中 12岁以下的脑瘫患儿数量为 180 万-200 万，儿童的脑瘫患病率为1.9

30、2，每年新增患儿高达 4 万人以上。新生儿脑损伤导致的脑性瘫4婴儿全身质量评估系统痪、精神发育迟缓、癫痴等严重后遗症，严重危害儿童生活质量，给患儿家庭和带来沉重负担。世界范围内也同样的问题，故多年来一直受到国内外学者广泛关注。多数的患儿因没有早期发现和治疗，造成了终身残疾，若能实现新生儿脑损伤的早期筛查、早期、早期干预，将大大提高患儿的生存质量。1.1.2 现有新生儿脑损伤评估有一定局限性目前传统的新生儿神经发育检查有两类：第一类是脑结构的检查例如颅脑超声、MRI 等，但脑结构不等于脑功能，临床不少见脑结构正常，但脑发育严重落后的案例。而且脑结构的生长变化缓慢，不能及时反映脑功能的改变。第二类

31、是脑发育的检查例如 gesell、peabody 等，所有的发育量表类检查有一个总的特点，均通过刺激-反应的模式来进行评估。婴儿对特定刺激的反应越复杂，说明宝宝的相关脑发育越好。但在婴儿早期，尤其是在三前，婴儿的反应极其简单，作为比较的指标仅有逗笑、吃奶、看人等相对原始的反应，并不能敏感的区分出脑损伤群体，这往往使得发现新生儿脑发育落后时已经失去了治疗的最佳时机。5婴儿全身质量评估系统传统的脑损伤评估技术对神经发育结局的敏感度、特异度和准确性差异很以在早期对神经发育结局作出准确有效的。1.1.3 现有的GMs 研究背景全身质量评估（general movements assessment），G

32、Ms 评估，是上世纪 90 年代欧洲发育神经学之父 Prechtl 提出的一种新型的评价技术。其对婴儿神经发育结局的价值得到了研究者们的广泛肯定和认可，被证明是早期识别脑损伤患儿行之有效的。这种建立在对婴儿全身自发性质评价的基础上，较传统检查，自发出现更早且不依赖外界刺激，只接受来自于大脑信号的支配，简单、且无创伤，在欧美和儿科临床已得到应用，国内还未广泛推广和普及。GMs 可对 0-6 月龄的婴儿进行评估，填补了在脑损伤超早期筛查领域的空白，使脑损伤患儿获得宝贵的早期康复的时间窗，大大减轻日后程度。国内有研究表明，全身质量评估与传统的神经学检查相比在高危儿的神经发育学结局方面具有较高的敏感度

33、、特异度、阳性值及一致性。6婴儿全身质量评估系统1.1.4 GMs 在温州医科大学附属第二医院的临床应用现状温州医科大学附属第二医院建立了新生儿早期筛查和康复干预的监测系统新生儿随访干预中心。作为浙南地区最大的新生儿随访平台，该中心已积累了丰富的 GMs 临床实践经验，每年新增建档随访案例在 500 人左右，已累计应用 GMs 评估 3000。1.1.5 GMs 现有评估的局限性目前国际上 GMs 评估采用录像评估法，即先使用摄像机患儿 GMs录像，评估者通过反复分析录像，对录像进行评估。我国的临床实践和研究表明该评估可成为一种适于在我国儿科界广泛应用推广的实用工具。但其两大弱点，限制了 GM

34、s 在临的发展：1.费时费力：一次 GMs 检测从录像到审核评估至少需要 1 个小时，但是临床门诊日检查量为 10-20 例，医疗资源紧缺、医生工作负担重，家长需 20 天至 1的时间才能拿到 GMs 评估报告。因此在高危7婴儿全身质量评估系统新生儿的随访工作中，需要一些更加简便快速的来使用 GMs 评估技术，以满足日常临床所需。2.误差大：目前的 GMs 评估方式是通过肉眼观察人工，GMs 评估医师需要严格培训，还要有丰富的经验，培训后的临床评估医师在刚开始工作时，很容易错误。此外，评估过程容易受到来自评估者本人（疲劳、心情等）和环境的干扰，使结果缺乏客观性、准确性，难以得到医生的广泛认可。

35、1.2 研究目的婴儿全身质量评估系统是一种利用三维动作捕捉技术对新生儿进行脑损伤早期筛查和的评估。婴儿出生后的头 3 年是脑发育的关键期，大脑皮质突触密度的急剧增加使婴幼儿的大脑在结构和功能上具有巨大的可塑性，此时是神经发育康复干预的最佳时期，错过了关8婴儿全身质量评估系统键期，神经发育缺陷将永久。神经发育康复干预的效果在很大程度上取决于有效的早期。GMs 评估系统为新生儿脑损伤提供早期干预的机会，减轻或避免严重神经系统后遗症，提高脑损伤新生儿的生存质量，减轻家庭和负担。其主要意义在于以下几点：1.早期婴儿脑发育是否正常，有利于缓解整个家庭的焦虑紧张和防止过度干预。2.准确评估患儿脑损伤程度，

36、为临床早期干预提供更可靠的依据。1.3 市场需求在临床中将三维动作捕捉技术运用到GMs 评估中时，只需用光学数字式摄像机捕捉婴儿全身，通过与 GMs 数据库进行比对分析便可得出评估结果。极大程度上减少了医生的耗时、降低了收费标准、提高了医疗效率，同时避免了。本团队市场主要面向各级医院和相关医疗机构，分为两块，一是对医院进行的销售与推广，二是对有需求的医疗机构提供培训指导。9婴儿全身质量评估系统第二章 婴儿全身质量评估系统2.1 婴儿全身质量评估系统技术简介婴儿全身质量评估系统，利用新锐 DIMS-9100 三维捕捉技术（6C）获得上标识点的三位置，并对位置数据进行综合计算，得到各种特征参数，给

37、出各种结果数据的曲线图。通过对二维数据曲线图和棍棒图的同步显示，可非常直观地分析过程，并可实现两套数据的比较分析，从而为医学研究和临床应用的分析和评估提供定量客观依据。并可以将各种结果数据输出为 Excel 格式文件，便于数据导入其他医疗系统使用。1婴儿全身质量评估系统图 2.1 系统图2.2 系统特征对婴儿全身实现精确捕捉和专业分析，全方位满足医学研究和临床应用。主要功能特点:（1）捕捉相机为高达 503 万像素实时标识点高精度智能演算专用摄像机，捕捉精度更高。DIMS 系列捕捉相机 503 万像素分辨率传感器和基于相机前端特有的处理采用圆形拟合算法的标识点（Marker）中心演算功能，实现

38、标识点高精度捕捉。（2）均匀分布的 6 台相机，捕捉能力更强，数据更。标识点同时至少被 2 台以上相机捕捉才能得到三维数据,同时看到的相机越多数据越精准,6 台相机的分布使有效区域得到更捕捉覆盖，大大减少一些1婴儿全身质量评估系统特定位置标记点捕捉过程遮挡造成的数据丢失现象，提供更加的数据。（3）完全满足髋关节、膝关节、踝关节、肩关节、肘关节以及等全身大范围全方位的动作捕捉。（4）独创的基于整形外科角定义的关节角度精确捕捉设计和计算。（5）关节屈曲伸展、内外翻、内外旋整形外科角度的同步数据曲线显示，准确反映三轴向角度变化瞬间规律。（6）关节角度、投影角度周期标准化计算。对关节角度、投影角度进行

39、多个全身的自动识别和标准化计算及曲线表示，尤其是关节角度的标准化计算，进而对多个全身关节角度、角速度、角度的标准化数据平均计算并曲线显示，直观用来横向比较分析特征。2.3 系统功能1.提供实时/定时三位置并进行速度、度参数计算。1婴儿全身质量评估系统2.可以进行关节角度(欧拉角)、角速度、角度等参数计算。3.可以进行任意三点或四点空间夹角,投影角度计算。4.对数据可以进行一维曲线显示，二维投影平面轨迹显示。5.可以进行关节力,力矩计算和二维曲线显示。6.可以进行数据标准化计算,显示标准化曲线和里萨图。7.可以同步显示婴儿图像。8.各种窗口同步及逐帧。9.选择数据 Excel 格式文件保存。10

40、.关节轨迹三维棍图 AVI格式保存输出。11.两套数据打开与同步/异步对比显示。12.可进行标记体度数据曲线显示。13.数据数据库管理。14.显示分析画面直接打印输出。15.全方向全身动作捕捉。2.4 系统2.4.1 硬件配置1婴儿全身质量评估系统（1）近红外高感度摄像机 6 台（2）电缆 6 条（3）多路器 1 台（4）高精度三表定仪 1 套（5）轻质高反射 标识球 1 套（6）三维捕捉系统1 套图 2.2 硬件配置1婴儿全身质量评估系统图 2.3 硬件组成模块2.4.2（1）高性能标识点特征学习（2）高精度三标定（3）高精度三维动作（4）特征智能分析（5）GMs 分级评估2.4.3 参数指

41、标1婴儿全身质量评估系统（1）摄像机类型：具有实时标识点高精度演算功能智能网络相机（2）照明 LED 个数：144 个（3）最大分辨率：503 万像素（2592(H)x1944(V)）（4）最大频率：60 帧/秒（5）数据传输方式：网络数据传输(标准 TCP/IP 协议)（6）摄像机器通道数：12 路，便于扩展和级联（7）捕捉距离精度：±0.1%（8）捕捉角度精度：±0.1%2.4.4 GMs 评估室环境（1）为达到 6C 配置的最佳捕捉效果，用来安装系统的房间建议为：4m 宽×5m 长×2.8m 高左右。（2）为光学系统，防止太阳光对系统产生干扰，配置

42、遮光窗帘。（3）为防止反光，地面铺设地毯。（4）采用钢管固定于墙壁和天花板，用于相机架设。1婴儿全身质量评估系统图 2.4 GMs 评估室环境图 2.5 GMs 评估室环境1婴儿全身质量评估系统2.5 系统使用说明2.5.1 操作步骤（1）将穿戴式轻质高反射标识球固定在婴儿的关节部位；（2）将婴儿放置于摄像机感应区；（3）启动智能化管理系统器（DIMS Controller）；（4）在计算机上打开作系统；（5）计算机自动处理婴儿的动态捕捉，得出评估报告，供医师参考；1婴儿全身质量评估系统图 2.6 系统运行界面图2.5.2 注意事项（1）避免直接触摸摄像机镜头，以免损伤镜头，影响评估结。（2）

43、婴儿清醒时拍摄全身。（3）本报告需经医师审核签字后有效。（4）评估者需通过奥地利 GM TRUST 中心颁发的国际 GMs 评估技术资格认证。第三章：初步实验与成果3.1 实验对象随机选取 2016 年 1 月到 2016 年 6 月在温州医科大学附属第二医院育英儿童医院新生儿科干预随访中心 GMs 门诊拍摄的 500 份婴儿 GMs 评估。1婴儿全身质量评估系统3.2 实验对 500 份婴儿 GMs 评估，分别由本团队研发的婴儿全身质量评估系统和专业 GMs 评估（评估经验在三年以上者）进行评估，分别得出报告。比较两方的评估结果，检验婴儿全身质量评估系统与人工评估结果的一致性，纠正其的误差，

44、使一致性最终达到 95%以上。3.3 验证本团队研发的婴儿全身质量评估系统通过双盲法、各大医院经验丰富 GMs 评估进行多中心验证、重复评估检测结果一致性、大量评估验证实用性等验证，不断调整分析标准。3.4 实验成果经多次实验、重复大量验证、不断完善，最终使婴儿全身质量评估系统与专业人工评估结果的一致性达到 98.8%。本团队利用分析婴儿全身质量评估系统所得数据，经验证得出，本系2SPSS婴儿全身质量评估系统统评估结果准确性与灵敏度高于人工评估结果，具有一定实用性。附：评估标准的开始和结束，并计算整个全身的时间。难点在于，在一段全身过程中，也会有短暂的间歇，如何将中的间歇和结束后的间歇通过计算

45、机区别开来，必须寻找和合适的时间切入点。1.在以上基础上，和不动，计算所占的时间比2.在以上基础上，大范围在中所占的时间比，所谓大范围：指的是在三维体系中超出单个维度的3.在条目 2 基础上，旋转所占的时间比表 3.1分析 500 例婴儿得出的初步评估标准2平均值总时间时间时间占全身大范围占时间比值旋转占时间比值婴儿全身质量评估系统本小组选取正常婴儿与脑损伤严重患儿典型全身各一例进行对比分析正常婴儿（1）图 3.1 和图 3.2 表现婴儿逐渐开始，逐渐结束的小幅度的在矢状面上的缓慢臂肘关节。2总时间比值异常不安1112”611”0.610.420.2正常不安918”712”0.770.730.

46、46婴儿全身质量评估系统图 3.1婴儿肘钝角，左前臂 z 轴正方锐角。图 3.2婴儿肘锐角，左前臂与 z 轴正方钝角。2婴儿全身质量评估系统（2）图 3.3 和图 3.4 表现婴儿右肘关节逐渐开始，逐渐结束的小幅度的在垂直面上的快速旋转。图 3.3婴儿右前臂与右上臂垂直，与 y 轴几乎平行。2婴儿全身质量评估系统图 3.4婴儿右前臂与右上臂成垂直，与 x 轴几乎平行。（3）图 3.5 和图 3.6 表现婴儿左肩关节逐渐开始、逐渐结束的大幅度通过三个坐标轴的，水平面、垂直面和矢状面的快速旋转。2婴儿全身质量评估系统图 3.5婴儿左手臂与躯体钝角，与 x 轴负方锐角，与 y 轴正方锐角，与 z 轴正方锐角。图 3.6婴儿左手臂与躯体直角，与 x 轴正方向平行，与 y 轴垂直，与 z 轴垂直。2婴儿全身质量评估系统（4）图 3.7和图 3.8 表现婴儿逐渐开始，逐渐结束的大幅度通过三个坐标轴的，水平面、垂直面和矢状面的缓慢髋关节。图 3.7