基于CT观察退变性腰椎滑脱症与关节突关节角及关节椎弓根角的关系

目的:基于CT观察探讨退变性腰椎滑脱(DLS)与关节突关节角和关节椎弓根角的关系。方法:回顾性收集2020年1月至2022年6月四川省骨科医院收治的169例DLS症患者纳为DLS组,另选取同期于我院体检并伴有腰腿疼痛但未腰椎滑脱的169例年龄匹配患者作为健康组;对比DLS组和健康组的临床资料,单因素以及多因素logistic回归分析影响DLS的危险因素;通过平滑曲线拟合分析关节突关节角和关节椎弓根角与DLS的曲线关系,构建贝叶斯网络模型并对其预测效能进行验证。结果:单因素分析结果显示DLS组在BMI、椎间盘退变、全身关节松弛、腰椎结构及曲度发生改变、韧带松弛、骨质疏松、脱钙、腰椎小关节突病变、合并糖尿病方面均高于健康组(P<0.05);DLS组的关节突关节角与健康组相比减小,关节突关节角不对称以及退变程度为1、2级的人数比例上升,椎弓根角显著增大(P<0.05);多因素分析结果表明BMI增加、椎间盘退变、腰椎结构及曲度发生改变、韧带松弛、骨质疏松、脱钙、全身关节松弛、腰椎小关节突病变、合并糖尿病、关节突关节角减小、关节突关节角不对称、关节突关节的退变以及椎弓根角的增加都是导致DLS发生的危险因素(OR值>1,P<0.05);平滑曲线拟合结果显示,在一定范围内,关节椎弓根角与DLS呈正相关,而关节突关节角和与DLS呈负相关;贝叶斯网络模型及预测推理显示:BMI指数增加、关节突关节角减小、关节突关节角不对称以及椎弓根角的增加与DLS直接相关,当患者关节突关节角减小、关节突关节角不对称以及椎弓根角的增加的概率降为0时,患者DLS发生率由50%降低为37.2%;经过模型验证证明贝叶斯网络预测模型具有良好的区分度、准确度和有效性。结论:基于CT观察可以对DLS有更准确的诊断,且在一定范围内关节突关节角和关节椎弓根角与DLS具有一定的相关性。

关节角参数化结合接近矢量可行方向的五自由度机械臂逆运动学求解

五自由度的机械臂无法达到任意位姿,采用传统的位姿描述方式进行逆运动学求解时,极易产生无解的情况。文中以一种适用于清洁、喷涂、焊接等作业的、由4个旋转关节和1个移动关节构成的五自由度机械臂为例,建立运动学模型并进行逆运动学分析,在此基础上,提出一种关节角参数化结合接近矢量可行方向的逆运动学求解方法。该方法基于自由度约束的末端位姿描述,先通过关节角参数化将末端执行器的运动空间由三维降为二维,再采用几何法分析末端执行器在不同目标位置(远端、中间端、近端)时的接近矢量的可行方向,从而避免参数盲目取值,确保运动学逆解的存在,然后根据运动连续性和各关节的运动范围从中筛选出最优解。路径规划仿真结果表明,实际路径与规划路径非常吻合,关节运动平稳,证明了所提方法的可行性和准确性。文中研究的五自由度机械臂具有一定的代表性,逆运动学求解方法计算复杂度低,求解过程较为简便,求解思路可为欠自由度机械臂的逆运动学求解提供借鉴。

超等长阻力训练对下肢各关节角动力学的影响

为测试超等长阻力训练前后原地垂直纵跳动作下肢各关节角速度及角加速度,计算下肢各关节角刚度,观察超等长阻力训练对下肢各关节角动力学的影响。将16名青年男子篮球运动员随机分成超等长阻力训练组和常规训练对照组。采用VICON和三维测力台采集每个动作的运动学和动力学数据,计算下肢各关节角速度及角加速度,并经逆动力学方法计算下肢净关节力矩。结果可见,超等长阻力训练组髋、踝关节角速度和角刚度明显高于对照组,膝关节角速度及角刚度两组没有明显差异;超等长阻力训练组髋、膝、踝关节角加速度均显著高于对照组。结果说明超等长阻力训练可降低拉长-缩短周期支撑时间、缩短摊还期、增强肌肉-肌腱复合体能量转换能力、提高下肢肌肉爆发力。适于需要关节角速度、角加速度及爆发力的项目。

测量并分析上楼梯过程中下肢关节角变化

目的获取上楼梯运动过程中国人下肢关节活动范围的统计学数据,从而为大屈曲度人工关节设计提供依据。方法设计常规楼梯实验装置,利用运动捕捉系统(Optotrak Certus,NDI)和三维测力台(AMTI,Bertec),建立系统地测量上楼梯过程中下肢运动的方法,并应用此方法对40例样本进行测量。结果计算获得了40例样本在上楼梯过程中,髋关节、膝关节及踝关节在1个运动周期内沿各方向上关节角的变化规律及活动范围,其中髋、膝、踝关节在矢状面上活动范围分别是-1.6°～66.7°,0°～91.4°,-20.8°～22.4°。结论上楼梯运动过程中,髋、膝、踝关节在矢状面上活动度最大,且髋关节和膝关节屈曲度最大。与水平路面上正常行走和慢跑运动中关节运动范围比较,上楼梯运动中,髋关节和膝关节在矢状面上运动范围均较大。

脊柱关节突关节角变化特点及其临床意义

目的:探讨脊柱关节突关节角的总体变化规律。方法:在100例成年、配套完整的脊柱骨骼标本上,测量了C3～S1的上关节突关节角,并对其左右侧别、相邻上下椎骨和性别间的差异进行了分析比较。结果:颈段C3上关节突关节角最大,C6最小;胸段T2～T11上关节突关节角变化范围极小,平均为-14.5°±0.8°,相差不超过2°;腰骶段上关节突关节角在L2～L3最大,到S1逐渐减小。T1上关节突关节角与C7、T2～T12均有显著性差异,T12与L1、T1～T11及L5与L1～L4、S1间也均有显著性差异。结论:脊柱关节突关节角的总体变化有一定特点:L2最大,T12～S1呈山峰形变化;T2～T11为最小段,呈直线形变化;颈段角度介于胸、腰段之间,总体呈由正变负趋势。C7～T1、T12～L1及L4～L5为过渡角区。

3.0T磁共振成像测量腕关节不稳患者近侧列腕骨间韧带损伤腕关节角的价值

目的研究3.0T磁共振成像(MRI)测量腕关节不稳患者近侧列腕骨间韧带损伤腕关节角的价值。方法选取2015年1月—2017年1月在哈励逊国际和平医院经关节镜检查并初步确诊为腕关节不稳患者120例作为观察组;同时招募同期健康成年志愿者30例作为对照组。对两组受检者行高场强3.0T MRI扫描,测量舟月及月三角韧带长度、韧带宽度、韧带厚度,舟月及月三角夹角(舟月角)、头骨与月三角夹角(头月角)、桡骨与月三角夹角(桡月角)。观察并对比两组腕关节MRI检查中舟月及月三角韧带产生的信号强度。结果观察组背侧部分、掌侧部分、近侧部分舟月及月三角韧带长度均长于对照组(P<0.05)。观察组背侧部分、掌侧部分、近侧部分舟月及月三角韧带宽度均大于对照组(P<0.05)。观察组背侧部分、掌侧部分、近侧部分舟月及月三角韧带厚度均大于对照组(P<0.05)。观察组舟月角、头月角及桡月角均大于对照组(P<0.05)。对照组舟月及月三角韧带MRI信号强度为低信号,观察组舟月及月三角韧带MRI信号强度为高信号。结论 3.0T MRI对测量腕关节不稳患者近侧列腕骨间韧带损伤腕关节角具有非常好的临床价值,可有效测量不稳腕关节的MRI信号强度(舟月与月三角韧带)、舟月与月三角韧带大小、腕骨间及腕骨和桡骨的夹角等,能为手外科医师提供客观的治疗依据。

德国牧羊犬的关节角及其地反力

利用VICON MX三维动作捕捉系统测定了德国牧羊犬水平面小跑和行走时前后肢关节角度的变化,并结合KISTLER测力台对德国牧羊犬地反力进行了测定。实验结果表明:在水平面上,随着速度增大,前后肢关节角变化范围增大,前肢肩关节角及肘关节角变化范围分别由28.6°和57.3°增大到31.5°和65.2°,腕关节角变化范围则由128.2°减小到112.5°;后肢各关节角变化范围均有所增加。由地反力测定可知,犬前肢制动时间占整个前肢触地时间的(55.8±3.4)%,前肢推进时间占整个前肢触地时间的(44.2±3.4)%,后肢制动时间占整个后肢触地时间的(32.4±3.3)%,后肢推进时间占整个后肢触地时间的(67.6±3.3)%。本文还从运动学和动力学角度对德国牧羊犬关节角度及地反力变化机理进行了分析。

基于多种步态的德国牧羊犬下肢关节角

以陆地四足动物-德国牧羊犬的前肢为研究对象,采用光学三维运动捕捉技术测试分析多种步态下犬足-地冲击过程中其前肢各关节的运动学特征,研究其前肢关节对地面冲击作用进行调整和适应的规律。关节运动时序、运动幅度及变化范围表明:牧羊犬通过前肢的多关节屈曲协调运动缓冲地面反力作用,相比掌-指关节,犬前肢肩关节、肘关节、腕关节在触地缓冲阶段的作用较明显;犬前肢的缓冲是一种多关节的时空协调运动,肩关节、肘关节、腕关节发挥屈曲缓冲作用的时刻不同,腕关节要早于肩关节,肩关节早于肘关节;同时发现,随着地面冲击作用力的增大,牧羊犬前肢指骨的初始触地角度也随之增长,这种适应性调整可能有利于延长足-地作用时间,进而减小地反力作用强度。

从蹬冰腿关节角度的变化看两种蹬冰技术的差异性

从下肢主要关节在蹬冰过程中的变化为出发点,对新式冰鞋两种蹬冰技术动作的差异性进行分析,为人们进一步认识新式冰鞋的作用、特点提供依据。

关节突关节角矢向化与退变性腰椎滑脱的关系

目的探讨关节突关节角(FJO)矢向化与退变性腰椎滑脱(DLS)的关系。方法选取内蒙古医科大学第二附属医院2017年1月~2019年11月腰4椎体向前I°滑脱住院患者100例,作为DLS组;另选取同期未发生腰椎滑脱患者100例,作为对照组。所有患者均行腰椎间盘CT(包含L3~S1各间隙)扫描。将扫描数据导入后处理工作站进行后处理,采用Meyerding方法对椎体滑脱程度进行分级。测量经椎弓根中央层面关节突关节与椎体冠状面夹角余角、关节突关节与棘突夹角,标为α1和α2,二者取平均值为该椎间隙FJO。结果 DLS组L3/4、L4/5、L5/S1 FJO均小于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。DLS组L4/5左右两侧FJO α1和α2差值大于对照组,差异有统计学意义(P <0.05);DLS组L3/4、L5/S1左右两侧FJO α1和α2差值与对照组比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。结论腰椎FJO矢向化与腰椎滑脱密切相关,且滑脱椎体的相邻椎体的FJO具有矢向化趋势;滑脱椎体的左右FJO不对称度明显。

关节突关节角度在L_3退变性Ⅰ度滑脱病因学中的意义

目的通过测量L_(3—4)滑脱节段关节突关节角度,探讨关节突关节角在L_3退变性Ⅰ度滑脱发生中的病因学意义。方法选取35例单纯L3退变性Ⅰ度滑脱患者为滑脱组,35例同期年龄、性别相匹配的无脊柱滑脱和腰腿疼的其他患者为对照组。在CT平扫图像上通过软件测量滑脱组与对照组L2—3、L_(3—4)及L4—5节段关节突关节角大小,进行统计分析,并计算L3腰椎滑脱指数;评价滑脱组L_(3—4)的关节突关节角与滑脱程度有无直线性相关。结果滑脱组L_(3—4)关节突关节角显著大于对照组(P<0.05);2组L2—3关节突关节角和L4—5关节突关节角比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。滑脱组总滑脱指数为0.1732±0.0393,L_(3—4)的关节突关节角与其滑脱程度无相关性(r=0.060,P>0.05)。结论滑脱组L_(3—4)关节突关节角明显大于对照组,认为其在L3退变性Ⅰ度滑脱的病因中有重要作用,但不能明确其是否为决定性因素。

腰椎关节突关节角不对称与椎间盘变性的相关性

探讨腰椎关节突关节角不对称与椎间盘变性的关系。测量了182例265个变性腰椎间盘（变性组）与40例120个正常腰椎间盘（正常组）Cr横断位图像的两侧关节突关节角差。结果变性组和正常组两侧关节突关节角不对称发生率分别为0．36％和0．08％。两者有显著的差异（P〈0．05）；Ⅰ度、Ⅱ度、Ⅲ度椎间盘变性其关节突关节角差的平均值分别为14．5°、15°、24°，两者有显著差异（P〈0．05）；表明腰椎间盘变性致L3-4、L4-5、L5—S1两侧关节突角关节不对称的发生率分别为35．29％、40．00％、39．58％，两者无显著差异（P〉0．05）。表明腰椎两侧关节突关节角不对称和腰椎间盘变性及程度有明显的相关性。

不同负重超等长训练动作下肢各关节角冲量及做功分析

目的:测试不同负重超等长训练髋、膝、踝关节角冲量及做功,分析负重对下肢各关节角冲量及关节做功贡献度的影响。方法:对16名健康男性篮球运动员进行不同负重下肢超等长训练,采用VICON和三维测力台采集每个动作的运动学和动力学数据,经逆向动力学方法计算下肢净关节力矩,并由此推导下肢各关节角冲量及做功。结果:离心阶段下肢各关节角冲量与负重均呈正相关;向心阶段髋关节角冲量与负重正相关,膝、踝关节角冲量与负重不相关。无负重及小强度负重超等长训练动作膝关节贡献度最大;大强度负重时髋关节贡献度最大。结论:下肢三个关节中髋关节肌受负重影响最大,是大强度超等长训练的主要目标肌。膝关节肌是无负重及小强度超等长训练的主要目标肌。实践中应根据下肢各关节贡献度确定目标肌,采取相应强度的超等长训练。

裤子弹性及运动速度对人体膝关节角的影响

为研究裤子弹性及运动速度对膝关节角的影响,文章选取身材相近的5名受试者和3条裤子,利用三维动作捕捉仪获取受试者在3种运动速度下的膝关节角。结果表明:裤子弹性对人体膝关节角有显著影响,正常行走和慢跑时,穿弹力裤时的膝关节角比穿宽松裤在腾空期可减小7.87°;运动速度对支撑期和后腾空期的膝关节角有较大影响,即对于宽松裤,速度越大,膝关节角越小;裤子弹性及运动速度对平均单步周期都有显著影响,即在运动速度相同、且较高时,弹力裤的平均单步周期明显小于宽松裤。研究表明:穿弹性裤子对膝关节具有明显的保护作用,建议在运动时尽量穿弹力紧身服。

腰椎间盘突出症患者MRI影像学及关节突关节角度变化研究

目的:研究腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)患者磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)影像学及关节突关节角度变化的关系,为诊断及预防LDH提供参考。方法:选择2018年9月-2019年9月本院诊治的LDH患者65例为观察组,选择同期健康体检者(体检时腰椎MRI提示腰椎正常)70例为对照组。测算并比较MRI与CT对观察组中各关节突关节角度的测量情况,比较两组L3~4、L4~5、L5~S1节段腰椎左、右关节突关节角度(α、β)值、∣α-β∣及两组腰椎两侧L3~4、L4~5、L5~S1节段关节突关节不对称(facet tropism,FT)情况。结果:MRI与CT对观察组中各关节突关节角度的测量结果比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。在L3~4节段,两组的α、β值、∣α-β∣及FT情况比较,差异均无统计学意义(P>0.05);在L4~5、L5~S1节段,观察组的α值均小于对照组,β、∣α-β∣值均大于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。在L4~5、L5~S1节段,观察组的FT发生例数均多于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:MRI适用于LDH患者关节突关节角度的测量,而LDH的发生与关节突关节角度有一定相关性。

腰骶椎关节突关节角的解剖学测量及其意义

目的:探讨腰骶椎关节突关节角的内在变化规律,为临床应用提供形态学依据。方法:在100例成年脊柱骨骼标本上,测量了L1-S1的2200个上、下关节突关节角,并对其左右和上下对称性进行了分析比较。结果:发现同一个椎骨关节角左右两侧及性别间均无显著性差异(P>0.05),相邻椎骨上下相对应的关节角,除L5-S1节段的右侧外,其余上关节角均较上位椎骨下关节角大。结论:同一关节两关节面间存在夹角且向椎管方向开放,是腰椎可做三维运动的解剖学基础,对临床探讨腰椎变性和滑脱有重要意义。

基于关节角序列的人体动作识别

针对人体动作序列的识别问题,利用Kinect采集人体关节点三维坐标信息,提取人体手臂运动时的关节角度作为人体运动特征,以减小特征空间的维数;将一个手臂的连续动作平均分为五帧,将每帧的动作的关节角信息作为分类的特征。采用支持向量基(SVM)分类算法,在不断优化SVM分类器的参数后,可得到较高的识别率。通过与最近邻算法(KNN)和BP神经网络算法的对比实验,证明所提出的算法在人体动作识别方面的优越性。

10~12岁儿童胸椎关节突关节角三维数字化研究及临床意义

目的通过薄层CT扫描和三维重建后测量,探索10~12岁儿童胸椎关节突关节角的形态特征和增龄变化规律,为临床胸椎关节相关疾病的早期诊治和预防提供理论依据。方法选取无骨质破坏、畸形、骨折、肿瘤等椎骨形态结构未发生改变及既往未行脊柱相关手术的10~12岁儿童30例,行多排螺旋CT薄层扫描(0.625~1.25 mm),范围T_1~T_(12),将原始数据以DICOM格式导入三维重建软件进行相关指标测量及统计分析。结果关节突矢状位角在侧别间相差均在10°以内,上关节突矢状位角在T_1、T_(11)、T_(12)间、下关节突矢状位角在T_3、T_4、T_9、T_(10)和T_(12)间差异均无统计学意义(P>0.05)外,余差异均有统计学意义(P<0.05)。关节突冠状位角在侧别间差异比较均无统计学意义(P>0.05),上下关节突冠状位角总体呈"尖峰状"趋势,最大值位于T7~T9。上关节突水平位角侧别间仅在T2、T_4、T8、T_10和T_(12)间、下关节突水平位角则在T_7间差异有统计学意义(P<0.05),上关节突水平位角无论左右侧,其在上胸段走势平稳,下胸段则呈递减趋势,下关节突水平位角侧别间除个别椎序外,也总体呈递减趋势,二者均在T_(11)和T_(12)中出现负角。结论 10~12岁儿童胸椎关节突关节角(冠状位角、矢状位角和水平位角)可直观地反映胸椎关节突随年龄增长的发育规律,验证了胸椎关节突关节角从颈椎的近水平位逐渐到胸椎的近冠状位,再到腰椎的近矢状位这一发育规律,且关节突关节角左右侧基本对称,其角度差值均小于10°。

髋关节角多模型贝叶斯动态估计

步态分析在健康监测等领域中有着广泛的应用,精确估计髋关节角是步态分析的前提。但是大腿运动的高度非线性和不确定性,以及微型传感器测量噪声的不稳定性等诸多因素,基于微型惯性传感器的髋关节角精确估计面临着巨大的挑战。该文提出利用混合动态贝叶斯网络、多运动模型和噪声模型对髋关节角的非线性变化和测量噪声的改变进行建模,然后基于穿戴在大腿上的微型加速度传感器获得的测量值,通过高斯粒子滤波算法估计髋关节角度。实验结果表明该方法能够有效提高髋关节角的估计精度。

膝反射灵敏度与膝关节角度关系的探讨

目的探讨仰卧位膝反射灵敏度与膝关节角度的关系,为临床检查膝反射提供准确的检查体位及理论依据。方法对普通内科住院患者符合入选条件的149例298个膝关节在80～180°范围内不同角度的反射强度进行积分和统计分析。结果膝关节角度在125～130°时,膝反射积分值处在最高水平。结论膝反射灵敏度与膝关节角度相关,仰卧位膝关节角度在125～130°范围时,反射灵敏度最高。