基于希尔伯特-黄变换人步行状态髋关节角度信号的分析方法

目的提出一种基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)分析人步行状态髋关节角度信号的方法,并验证其可行性。方法首先,利用加速度传感器与陀螺仪组成的髋关节角度测量平台,测量健康人步行状态髋关节角度。其次,对此信号进行集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD),得到各本征模态函数(intrinsic mode functions,IMF),再对不同尺度的模态函数进行分析与组合。最后,对原信号进行Hilbert谱分析。结果得到反映运动模式的特征信号以及髋关节旋转轨迹所表示的步态特征。Hilbert谱显示出主运动模式内的波内频率调制现象与步频特征。结论此方法适用于步态疾病患者的康复与治疗,可以有效地将髋关节角度信号不同频率尺度的特征信号进行分解,实现中心修正与滤波,达到自适应分析患者步态信号的目的。