三维运动分析系统用于平衡检测的信度与效度研究

目的:探讨身体节段法三维运动分析在脑卒中偏瘫患者平衡测试中的信度、效度和敏感度,为该检测方式的临床应用提供客观依据。方法:20例有平衡障碍的脑卒中偏瘫患者(病例组或A组)和20例年龄、身高、体重与之相匹配的健康人(对照组或B组),在两天内分别接受身体节段法三维运动分析系统和Pro-KineLine平衡反馈仪的测试,每种测试进行2次。对三维运动分析系统的2次结果采用组内相关系数(ICC)检验其重测信度;对三维运动分析系统和平衡反馈仪的测试结果采用Spearman秩相关分析法以检验三维运动分析系统的效度;对两组受试者的三维运动分析系统测试结果采用独立样本t检验,以检测三维运动分析系统的敏感度。结果:①两组受试者坐位及立位下三维运动分析系统各参数的重测信度良好(坐位ICC:A组为0.621—0.979,B组为0.672—0.980;立位ICC:A组为0.653—0.934,B组为0.613—0.974)。②两组受试者的三维运动分析系统与平衡反馈仪相对应的参数之间均有中到高度的相关性(A组:坐位r=0.636—0.793,立位r=0.716—0.883;B组:坐位r=0.453—0.700,立位r=0.495—0.628);③A组的三维运动分析各项参数与B组比较,差异均有显著性(P<0.05)。结论:身体节段法三维运动分析具有较高的信度、效度和敏感度,可以用于脑卒中偏瘫患者的平衡功能检测。

三维运动分析技术评价阴阳调衡运动针法对中风偏瘫患者下肢运动功能的改善效果

目的:应用三维运动分析技术评价“阴阳调衡运动针法”对中风偏瘫患者下肢运动功能的改善作用。方法:采用随机、对照、单盲的研究方法,将34例患者随机分为观察组和对照组,观察组采用阴阳调衡运动针法治疗,对照组采用阴阳调衡针法加康复治疗,分别于治疗前、治疗第28天采用三维运动分析技术对患者的步宽、步速、单支撑相时间及髋、膝、踝关节摆动相屈曲最大角度和髋关节SROM、膝关节矢状SROM进行定量评估。结果:观察组较对照组患者的步速增快、单足支撑时间延长,、步宽减少(P<0.01);观察组患者髋关节摆动相屈曲最大角度增大、髋关节SROM、膝关节矢状面SROM的改善明显优于对照组(P<0.01);膝关节摆动相矢状面屈曲力矩、GRF(V1)、GRF(V2)(P<0.05)的改善明显优于对照组。结论:阴阳调衡运动针法能有效改善偏瘫患者步态的时空参数、运动学参数及动力学参数,有效改善患肢矢状面力矩和地面反作用力,对中风病患者下肢功能的康复疗效优于阴阳调衡针法加康复治疗。

三维运动分析中的运动-立体双匹配约束

为保证在基于点特征的三维运动分析中运动物体不同时刻任意物方特征点的对应,对该过程中存在的图像运动-立体匹配问题进行了研究。提出了运动-立体匹配相结合,分阶段的运动-立体双匹配约束的方法。即采用松弛法点特征匹配算法完成图像间的基本匹配,通过运动-立体双匹配约束完成运动物体特征点的对应。给出了一组真实的实验数据,结果表明:该算法总的正确率达76.5%,基本达到了三维运动物体定位跟踪中特征点对应的要求。

钟宇萍直体后空翻两周转体720°旋翻动作的三维运动分析

使用三维高速同步摄影系统对目前技巧女子单人项目最高难度的旋翻动作进行了研究和分析,指出了钟宇萍直720°旋的空间变化特点,寻找出了其存在的主要技术问题,并以此填补和丰富了旋翻类动作的技术理论。对该动作从三维角度做出定量性研究的文章目前尚未见到。

三维运动分析系统在上肢运动功能检测中的可行性研究

目的采用三维运动分析系统对健康成年人上肢摄水功能活动进行运动功能测试,探讨其可行性。方法选取70名健康志愿者参加本研究,按照身体节段法完成体表定标,采用Simi motion三维运动分析系统采集数据,要求受试者端坐于桌前,完成取杯饮水动作,计算获取肩、肘、腕关节在X、Y、Z三个轴向上的运动角度、三个关节的平均运动速度以及上肢运动轨迹比。分别于第1天和1周后进行2次检测,采用组内相关系数(ICC)对两次检测数据进行重测信度检验。结果受试者肩关节三个轴向运动角度ICC值为0.821~0.952,肘关节三个轴向运动角度ICC值为0.759~0.878,腕关节三个轴向运动角度ICC值为0.803~0.918;肩、肘、腕关节平均运动速度的ICC值为0.872~0.933;上肢运动轨迹比的ICC值为0.911。ICC值均>0.75,所测数据具有较好的重测信度。结论三维运动分析系统对健康成年人上肢运动功能检测具有良好的重测信度,可用于国人上肢运动功能评估。

于文革投掷铁饼的三维运动分析

投掷铁饼的三维运动分析,在国外正在逐渐开展了起来,但还不普及。在我国对本项目的三维运动研究尚未进行。第六届全运会国家体委运动生物力学研究队首次在国内开展了这方面的科研工作,在研究队的统一领导下,对男子铁饼进行了三维摄影。本文使用其影片资料,应用我们研究的近景动态立体摄影测量的方法。

三维运动分析在上肢运动功能障碍中的应用进展

上肢运动功能障碍会导致患者生活质量及社会生活能力下降。三维运动分析(3DKA)作为一种客观的、高精度评估手段,近年来越来越多地被应用于上肢运动功能障碍的评估中。本文就3DKA在上肢运动功能障碍中的应用优势、应用设计原则以及具体应用进行综述,以期为上肢运动功能障碍的临床研究及康复干预治疗提供新思路。

三维运动分析系统在脑卒中偏瘫患者平衡测试中的应用

目的探讨三维运动分析系统身体节段法对脑卒中偏瘫患者平衡功能测试的应用价值。方法对20例脑卒中偏瘫患者，进行Fugl-Meyer下肢运动功能评定、Brunel平衡等级量表、Berg平衡量表和5m起立·步行计时测验；同时采用三维运动分析系统身体节段法，分别进行坐位、立位和步行状态下的平衡功能测试。以Spearman秩相关系数对三维运动分析系统参数及运动功能、平衡量表的结果进行相关性分析。结果坐位及立位时，身体重心在水平面的摆动参数与下肢运动功能、平衡功能及步行能力的相关性均有统计学意义（P〈0．05）；步行时，仅身体重心前后向的摆动参数与下肢运动功能、平衡功能及步行能力的相关性有统计学意义（P〈0．05）；垂直方向的摆动参数除在坐位时与Brunel平衡等级的相关性有统计学意义（P〈0．05）外，在其它体位或活动状态时与患者的运动能力和平衡能力的相关性均无统计学意义（P〉0．05）。结论三维运动分析系统可以立体、动态、实时地监测人体在各种体位和功能动作时的平衡状况，对脑卒中患者的运动能力及平衡功能有一定的预示作用。

三维运动分析系统在平衡功能测试中的可行性研究

目的采用三维运动分析系统身体节段法进行平衡功能测试,探讨其在平衡功能测试中的可行性。方法共选取10名身心健康志愿者参加本实验,采用三维运动分析系统采集数据,按照身体节段法的要求,在身体表面放置定标点,要求患者采用单足支撑姿势,分别进行睁眼和闭眼状态下各30s的测试,每个状态重复测试2次,然后计算出重心平均摆动幅度(MSA)和平均摆动路径(SP)。采用相关性分析比较两次测试的信度,并采用配对t检验比较睁、闭眼状态下重心MSA和SP间的差异。结果受试者在睁眼、闭眼状态下重心MSA两次评测的相关系数分别为0.623(P<0.01)和-0.018(P>0.05),重心SP在2次测试时的相关系数分别为0.936(P<0.01)和0.654(P<0.05)。在睁眼及闭眼状态下,受试者重心MSA在水平、前后及垂直(即X,Y,Z轴)方向上的差异均具有统计学意义(P<0.05);重心SP在睁眼、闭眼时差异也有统计学意义(P<0.05)。结论三维运动分析系统身体节段法测试重心MSA及SP的信度前者在睁眼情况下较重,在闭眼情况下稍差,后者在睁眼、闭眼状态下均较佳,灵敏度亦较高,该系统可用于国人平衡功能的实验室评测。

健康中老年人上肢负重状态下利手和非利手的三维运动学分析

背景:上肢利手和非利手在执行日常生活中动作存在差异性。中老年人随着年龄增加,利手和非利手在日常生活活动任务执行和完成中同等重要,以往对上肢研究涉及肌力方面内容较多,而目前对关节动态特征及轨迹偏移影响作业活动的研究也逐步增加,三维运动检测和分析已作为上肢运动评估的可靠和有效标准。目的:利用三维运动学分析方法,收集健康中老年人双侧上肢持不同质量杯子下进行饮水动作的数据,探讨基于不同负重状态的利手和非利手上肢关节运动学是否存在差异性。方法:选取16名40-69岁右利手健康中老年人为实验对象,用Vicon Nexus采集双上肢不同质量水杯进行饮水动作的运动捕捉,通过pipeline数据建模和运动轨迹滤过后,用Matlab对采集数据进行动作周期的百分化处理;分析并比较利手和非利手持100 g、200 g和500 g质量的水杯时,肩、肘和腕关节三维平面上的角度和运动速度峰值。结果与结论:利手和非利手持重物肩、肘和腕关节,三维运动角度在肘关节差异最明显,100 g水平面(X轴)和矢状面(Z轴),200 g额状面(Y轴)和矢状面(Z轴),500 g三维面比较差异有显著性意义(P<0.05);三维运动角速度峰值在肩、肘和腕关节有差异,100 g(肩关节Px=0.01;肘关节Py=0.048,Pz=0.007),200 g(肘关节Py=0.033,Pz=0.005;腕关节Py=0.035),500 g(肘关节Py=0.027,Pz=0.006)比较差异有显著性意义(P<0.05)。同侧上肢持不同重物之间运动角度和角速度差异无显著性意义(P>0.05)。结果表明利手和非利手负重物进行饮水动作时在运动角度和角速度之间存在差异性,利手肘关节X轴运动角度大,非利手肘关节Z轴上角度大;角速度非利手在Y轴和Z轴变化大;持重物大小对双侧上肢运动无影响。

三米跳板跳水空中技术动作的三维运动学分析方法

旨在建立适合三米跳板跳水空中动作的三维运动学分析方法。方法:用安装于笔记本电脑的运动采集软件及其相连接的两台DV摄像机同步采集三米跳板跳水空中动作。用三维标定框架置于跳板上进行标定拍摄。用SIMIomotion运动录像分析系统解析空中动作。用前述方法考察杆状物体在3×2×7m空间范围运动时所解析获得长度的误差。结果:解析获得运动员头部、颈、腕关节、肘关节、肩关节、躯干中心点、髋关节、膝关节、踝关节、跳板等关键点的三维位移和速度。同时获得运动员质心的位移和速度,腾空时间,起跳角度等关键技术指标。误差分析表明,本方法最大误差小于3%。结论:本研究建立了三米跳板跳水三维运动学分析的有效方法。

跳高运动员尹学利起跳技术的三维运动学分析

采用两台摄像机JVC980 0对山东省 2 0届田径运动会男子甲组跳高冠军尹学利跳最好成绩 2 .11米时的起跳技术进行现场同步拍摄 ,运用爱捷运动反馈录像解析系统进行分析 ,并与国外优秀跳高运动员进行比较 ,结果表明 :尹学利的最后一步步长和内倾角过大 ,起跳脚着地和离地瞬间内倾角过大 (离地时为外倾 ) ,垂直加速距离短 ,腾起瞬间起跳腿的三关节没有充分蹬伸 ,腾起初速度的垂直分量小 。

背越式跳高“两轴一杆平行”过杆技术的三维运动学分析

运用近景动态立体摄像方法,以"两轴一杆平行"观点作为过杆技术评定标准,采用新的过杆时相及技术指标,对中国6名优秀男子背越式跳高选手的过杆技术进行了三维运动学分析.研究表明:在起跳离地瞬间,选手的肩横轴角为73°±3.1°和髋横轴角为72°±8.4°,这样不仅为选手获得更高的腾空高度提供了保证,而且为选手在横杆上形成肩横轴、髋横轴与横杆平行创造了条件;在过杆阶段,选手充分利用头部的状态反射和肢体变化,逐步把围绕身体纵轴的旋转降低到最小,突出了围绕额状轴的翻转,在横杆正上方时身体逐步形成"两轴一杆平行"的过杆技术;若不能很好地控制和利用肩横轴和髋横轴的转动以及头部的状态反射,会造成右肩、右髋过低,肩横轴角、髋横轴角偏大,影响"两轴一杆平行"的技术效果和运动成绩.

水下三维被动目标运动分析的相关性数据融合方法

提出一种新的数据融合方法来研究水下三维情形的TMA(目标运动分析)问题.以被动声纳关于目标的方位角、高低角和多途时延等3种数据的测量为例,首先分组处理,得到目标状态参数的初步估计;然后在考虑组合数据间相关性的前提下,用数据融合方法来实现水下三维被动TMA.仿真结果表明:数据融合后的参数估计误差曲线收敛性更好,收敛速度更快,估计精度明显提高.该方法能够在水下潜艇上实现,因而对水下航行有一定的实际意义.

对国家女垒队员吴迪挥击击球技术动作的三维运动力学分析

对国家女垒队员吴迪挥击击球技术动作进行三维定点拍摄和录像解析,得出:女垒队员吴迪的挥击击球动作采取了重心不前移,利用腰部髋关节旋转发力的新技术,说明我国女队垒球球员挥击击球水平已达到世界水平。

脑卒中患者跨越不同高度障碍物的运动学分析

目的:探索脑卒中患者跨越不同高度障碍物的运动学机制。方法:将12名脑卒中患者和12名年龄相配的健康老年人分为脑卒中组和正常组,采用英国Vicon三维运动分析系统及两个力台获得两组受试者平地行走的时空参数及跨越10%,20%,30%腿长高度障碍物的关节角度、肢端-障碍物距离等运动学参数。结果:在跨越不同高度的障碍物时,与正常组相比,脑卒中患者骨盆左右倾斜角度增大,跟随腿膝关节屈曲角度增大,先行腿和跟随腿髋关节外展角度增加,而先行腿足跟-障碍物距离减小。结论:跨越障碍物时,脑卒中患者采用了非正常的跨越障碍物模式,增加了能量的消耗,同时摔倒风险也增加了;可以通过三维运动分析系统发现脑卒中患者异常的跨越障碍物模式,从而纠正这种异常模式,增加躯体稳定性,减少能量消耗,提高动作完成效率。

健康中老年人利手和非利手侧饮水动作的三维运动学研究

目的:应用三维运动采集系统分析健康中老年人利手和非利手侧上肢饮水动作的运动学特点,探讨利手和非利手执行特定功能性动作是否存在差异性。方法:用Vicon Nexus运动采集系统对18名右利手健康中老年人左右侧上肢执行饮水动作的运动轨迹进行采集,分析并比较利手和非利手侧肩、肘和腕关节的三维运动角度变化及角速度峰值。结果:肘关节X、Y、Z轴上运动角度利手和非利手侧比较差异有显著性意义(P<0.05)。在角速度方面,双侧肩关节X轴上最小值、肘关节Y轴和Z轴的最大值及最小值、腕关节Y轴的最大值比较差异有显著性意义(P<0.05)。结论:健康中老年人在执行饮水动作时,利手侧肘关节的屈伸幅度显著高于非利手侧;而非利手侧肘关节内收外展和内外旋运动角度及角速度显著高于利手侧。

冠状动脉的三维运动特征提取

提出一种根据X射线造影图像序列提取冠状动脉血管三维运动特征的方法。首先对由两个角度的造影图像重建得到的三维血管骨架进行运动估计,计算出两个时刻间骨架上各点的三维运动向量。然后结合心脏解剖和运动的先验知识,对血管运动进行定性分析,如位移方向、振幅及运动模式。提取、解释运动信息,并采用符号表达,方便医生进行观察和分析。最后给出了对临床得到的造影图像序列进行实验的结果。

不同坡度与速度走跑运动下肢刚度特征分析

研究目的:分析不同坡度和速度条件下走跑运动下肢刚度特征,并探讨其与运动损伤的关联性。研究方法:选取8名男性受试者在跑台上分别完成3种速度下的7种坡度走跑运动,每个阶段为期4min。利用VICON红外三维运动分析系统采集受试者动力学、运动学参数。根据弹簧质量模型来计算垂直刚度(Kvert)和腿刚度(Kleg)。并用方差分析对不同坡度和速度间的时空参数、下肢刚度差异性进行比较,对各参数与下肢刚度的相关性进行分析。研究结果:不同速度的走跑运动的步频、步长、Tf、Tc均存在显著性差异,P<0.01;在不同坡度条件下,Tf和Tc存在显著性差异P<0.01,而步频(P=0.96)和步长(P=0.75)并没有显著性差异。不同坡度和速度之间Kvert和Kleg存在显著性差异,P<0.01,并且随着坡度和速度的增加Kvert和Kleg呈现递增现象,速度越大其上升幅度约大。经Pearson相关检验表明,下肢长和体重与Kvert和Kleg相关性极低,R<0.1,而跑速、Tf呈高度正相关(R>0.7),Tc则呈高度负相关(R=-0.89)。结论:垂直刚度和腿刚度随着坡度和速度的增加而增加,并且腾空时间与下肢刚度呈高度正相关,接触时间则相反呈高度负相关。同时在上坡跑中更容易出现应力性骨损伤,而下坡跑中更容易出现软骨组织、韧带和骨骼肌损伤。

对黑龙江男子铅球运动员最后用力阶段的三维运动学分析

本研究通过使用三维影像采集系统和高速运动录像解析系统对黑龙江省最优秀的三名男子铅球运动员投掷铅球的全过程进行采集和解析,并对最后用力阶段的数据进行整理、分析,通过三维运动学分析,找出每名运动员存在的不符合生物力学的技术错误,为教练员指导训练提供帮助。