基于下肢角度特征的步态识别方法

基于人行走时的下肢角度变化包含丰富的个体识别信．幽观点，提出利用下肢角度特征进行步态识别的新方法。对每个步态序列，依据人体解剖学的先验知识定位下肢关节点，计算相邻关节点连线与竖直线的夹角，以此作为下肢角度；通过步态周期分析，提取一个步态周期的下肢角度变化序列作为特征向量表征步态。最后，采用针对小样本问题具有很好分类效果的支持向量机技术实现步态的分类决策。CASIA步态数据库上的仿真结果证明本方法具有较高的识别性能。

基于AdaBoost-WOA-HKELM的下肢关节角度预测

针对当前下肢连续运动预测精度低的问题,提出一种基于AdaBoost-WOA-HKELM的下肢髋、膝关节角度预测方法。采集人体正常行走状态下的下肢表面肌电信号和关节角度信息,对预处理后的表面肌电信号进行特征提取,并结合关节角度信息建立特征数据集;选用混合核极限学习机(HKELM)模型作为弱学习器,引入鲸鱼优化算法(WOA)对HKELM模型参数进行优化,通过AdaBoost集成学习算法将弱学习器训练为强学习器,建立AdaBoost-WOA-HKELM关节角度预测模型,利用特征数据集对Ada⁃Boost-WOA-HKELM模型进行训练、测试,并与HKELM、WOA-HKELM模型进行髋、膝关节角度预测的仿真对比实验。结果表明:AdaBoost-WOA-HKELM模型在髋关节和膝关节角度预测方面表现出色,其均方误差分别仅为2.0869和2.2849,而决定系数分别达到了0.9882和0.9887。以上指标明显优于其他2种模型,突显了AdaBoost-WOA-HKELM模型在精确预测下肢关节角度方面的卓越性能。决定系数接近1的结果表明模型对实际数据的拟合程度极高,进一步验证了AdaBoost-WOA-HKELM模型的有效性和准确性。

手术室不同下肢摆放角度对俯卧位下行胸腰椎手术患者静脉血流变化的影响

目的探讨手术室传统及低下肢摆放角度对俯卧位下行胸腰椎手术患者静脉血流变化的影响。方法纳入本院2022年1月至2023年12月收治俯卧位下行胸腰椎手术患者130例,随机分为两组:对照组65例采用手术室传统下肢摆放角度,观察组65例则采用手术室低下肢摆放角度;比较两组围手术期临床指标、手术前后皮温、腿围、腘静脉及胫后静脉血流变化情况。结果两组手术用时、术中出血量、红细胞输注量、血浆输注量及自体血回收量比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组手术前后皮温和腿围组间及组内比较差异无统计学意义(P<0.05)。对照组术后腘静脉及胫后静脉血流速度较术前明显减慢(P<0.05);观察组手术前后腘静脉及胫后静脉血流速度比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组术后腘静脉及胫后静脉血流较对照组明显加快(P<0.05)。结论手术室低下肢摆放角度相较于传统角度可有效加快俯卧位下行胸腰椎手术患者静脉回流,更具临床应用价值。

膝关节骨性关节炎患者下肢扭转角度CT评价的临床价值

目的探讨膝关节骨性关节炎患者膝扭转角及胫骨扭转角的CT测量方法,为人工全膝关节置换术中人工假体相对旋转定位提供可靠的参考径线,判断以胫骨结节内1/3作为胫骨假体旋转定位的骨性标志时,股骨假体和胫骨假体的旋转对线情况,并探讨术后CT测量扭转角的可行性。方法对34例(68膝)拟行人工全膝关节置换术的膝关节骨性关节炎患者,于术前行伸膝旋转中立位CT扫描,测量膝关节股骨后髁角,手术前后膝扭转角、胫骨扭转角,并测量股骨上髁轴中点C与髌韧带内1/3点连线(BC)和经股骨上髁轴中点C的垂线(AC)之间的夹角,即α角。结果全组病例股骨后髁角为0～7.5°,中位数为2.36°±7.5°);全组病例内翻畸形57例膝关节α角为10.85°±10.47°(0°±28.1°);外翻畸形7个膝关节,α角为11.6±7.3°(-6.5°±26.8°)。全组病例术前膝扭转角,左膝:10.72°±7.81°,右膝:9,58°±5.84°。胫骨扭转角,左侧:27.68°±10.26°,右侧:28.14°±10.89°。结论①CT成像技术测量下肢扭转角度是一种准确、客观、可重复性的测量方法,具有重要的临床应用价值。②利用CT成像技术可以为人工全膝置换术中人工假体相对旋转定位提供可靠的参考径线。③在人工全膝关节置换术中,采用传统的以胫骨结节内中1/3点作为胫骨假体的参考标志是造成假体间不匹配的主要原因。④CT成像技术测量术后膝扭转角度可作为术后评价疗效和跟踪随访的可靠途径之一。

基于自适应模糊神经网络的下肢关节角度估计

针对人体下肢关节角度预测精度不足问题,提出一种结合神经网络和模糊推理理论的下肢关节角度预测方法——自适应模糊神经网络(Adaptive Fuzzy Neural Network)。模型的输入数据为采集和处理后的人体下肢股直肌(Vastus Rectus)、股外侧肌(Vastus Lateralis)和长伸肌(Extensor Pollicis Longus)的表面肌电信号,输出结果为预测得到的髋、膝、踝三个关节角度。同时在算法迭代更新过程中,结合混合策略和误差反向传播算法完成对结构参数的自适应调整与优化,进而提高模糊神经网络模型的预测精度。仿真结果表明,所提AFNN方法相比BP和RBF神经网络预测模型,能够实现较好的人体下肢三关节角度的预测,验证AFNN方法可以有效提高下肢三关节角度预测精度。

体表标志划线法测量下肢关节角度的平行效度与和谐信度研究

目的:对体表标志划线法测量下肢关节角度的信度和效度进行研究。方法:对100名志愿者分别用拍片法和体表标志划线法进行下肢关节角度的测量,然后对比分析,对体表标志划线法测量下肢关节角度的信度和效度进行研究。结果:体表标志划线法与X线拍片法测量下肢关节角度的相关系数为(踝关节背屈r=0.96,P<0.01膝关节屈曲r=0.956,P<0.01)。结论:体表标志划线法是一种简单可靠的方法,值得推广应用。

基于女青年下肢关节活动角度变化的皮肤形变研究

为揭示下肢关节运动与皮肤形变之间的关系,运用高速摄像采集下肢标记点的运动学数据,分析下肢的运动规律。基于不同的活动角度,采用体表画线法进一步分析下肢皮肤形变规律。研究表明:随着下肢关节活动角度的增大,不同部位呈现出不同的变化趋势;形变显著的部位主要集中在大腿最大围后侧和膝部前侧,皮肤拉伸大于皮肤收缩,纵向变化幅度大于横向变化幅度;建立下肢关节活动角度与皮肤形变率的回归模型,并用于指导裤装纵向运动松量的设计,为裤装设计和穿着舒适性研究提供科学依据。

CT测量膝关节骨性关节炎患者下肢扭转角度的临床应用价值研究

目的分析应用CT测量膝关节骨性关节炎患者下肢扭转角度在膝关节置换术前、随访中的临床意义。方法选取本院2018年4月至2019年5月收治且经临床确诊的46例膝关节骨性关节炎患者作为研究对象,通过测量患者术前、术后3个月回院复查膝扭转角度与胫骨扭转角度,并计算膝关节合并内、外翻畸形α角度,分析CT测量意义。结果92个膝关节中,合并内翻畸形65个,α角为+9.47°±9.16°;合并外翻畸形15个,α角为+10.58°±6.28°。92个膝关节中,α角>10°的有40个,其中18个α角>20°。左膝、右膝膝关节扭转角结果分别为9.16°±6.07°、8.74°±4.36°。左侧、右侧胫骨扭转角分别为26.75°±9.51°、27.30°±9.87°;膝关节置换术前患者膝关节扭转角1、膝关节扭转角2CT测量结果与患者术后复查中CT测量结果比较无明显差异(P>0.05)。结论利用CT测量膝关节骨性关节炎患者下肢扭转角度可为膝关节置换术中人工假体相对旋转定位提供可靠的参考径线,可作为术后复查随访的可靠手段之一。

不同速度正向单摇跳绳地面反作用力与下肢关节角度的变化特征关系

目的测试不同速正向单摇跳绳支撑期动力学及运动学参数,分析地面反作用力特征与下肢关节角度变化特征的关系。方法选取10名专业跳绳运动员进行慢速、中速、快速的连续跳绳测试。采集动作过程中支撑期垂直地面反作用力(VGRF)值,计算运动中下肢动力学参数,同步采集动作中的运动学参数。结果中速跳绳支撑期VGRF值、爆发力、落地阶段膝关节角度均显著大于慢速跳绳和快速跳绳(p<0.05);快速跳绳下肢关节活动范围均小于慢速跳绳和中速跳绳(p<0.05);慢、中、快速跳绳运动腿刚度由小到大为中速跳绳<慢速跳绳<快速跳绳。结论快速跳绳可以作为专项练习的辅助手段发展踝关节力量;快速跳绳可以锻炼膝关节和髋关节稳定性。中速跳绳可以练习踝关节、膝关节周围肌肉力量和爆发力且出现损伤的风险小。

Xsens惯性传感器系统在步态分析中的重测信度研究

探究Xsens惯性传感器运动捕捉系统测量时空步态参数和下肢关节角度的重测信度。在2个测试日分别采集15名健康个体步行过程中的时空步态参数(步速、步长、步频、支撑相占比和双支撑相占比)以及髋、膝和踝关节在矢状面、额状面和水平面的最大角度和关节活动度,2次测试间隔(6±1)d。采用组内相关系数及测量标准误比较两次测试的相对信度与绝对信度。结果发现,两次测试的时空步态参数的相对信度结果为一般至极好,绝大部分时空部分参数的绝对信度表现优秀;矢状面上所有关节角度具有极好的重测性,冠状面和水平面上三个关节角度表现为一般至极好,所有关节角度的绝对信度结果均优秀。综上所述,Xsens系统对于测量健康年轻人的时空步态参数和下肢关节角度是可靠的,临床医生和研究人员可以使用Xsens系统来进行健康人体的步态研究。

针刺结合患侧下肢单腿支撑膝关节运动角度调整训练治疗中风后膝过伸

目的:观察针刺结合患侧下肢单腿支撑膝关节运动角度调整训练治疗中风后膝过伸患者的临床疗效。方法:100例中风后膝过伸患者按照随机数字表法平均分为对照组和观察组。对照组给予针刺方法,观察组在对照组治疗基础上给予患侧下肢单腿支撑膝关节运动角度调整训练。两组均完成3个月的康复干预,比较两组患者屈肌、伸肌峰力矩(peak torque,PT),视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分,平衡功能,运动能力功能评分量表(motor function score scale,FMA)评分,膝过伸次数,依从性及满意度。结果:干预后,两组患者力矩、平衡功能评分显著升高,观察组高于同期对照组(P<0.05);两组患者VAS评分显著降低,且观察组低于同期对照组(P<0.05)。干预后,两组患者FMA评分均显著升高,观察组高于同期对照组(P<0.05);两组患者膝过伸次数显著较少,观察组少于同期对照组(P<0.05)。观察组康复锻炼、定期复查及日常指导依从性和康复效果、服务态度及专业技能满意度均高于对照组(P<0.05)。结论:针刺结合患侧下肢单腿支撑膝关节运动角度调整训练能显著提高患者屈肌和伸肌PT,减轻患者疼痛,改善患者平衡功能,提高患者运动能力,降低患者膝过伸次数。

王曼利500m速滑弯道技术分析

从弯道滑行姿势的角度,对我国女子速滑运动员王曼利在第十届全国冬季运动会500m比赛中所表现了的弯道 滑跑技术进行了分析,指出了王曼利速滑500m的弯道滑跑技术特点和存在的不足之处。

3D打印技术在膝关节表面置换中的应用

目的:探讨3D打印技术在膝关节表面置换中的应用。方法:回顾性分析初次行人工膝关节置换术患者43例,根据手术方法不同将患者分为3D打印组(22例)和传统手术组(21例)。观察两组手术情况及隐性出血量、膝关节功能恢复情况和术后满意度。结果:两组患者随访1个月。3D打印组患者手术时间、术中出血量、术后引流量和隐性出血量显著低于传统手术组;两组患者术后2周膝关节活动范围和HSS评分显著高于术前,且下肢力线角度显著小于术前;术后2周3D打印组患者下肢力线角度显著小于传统手术组,而HSS评分显著高于传统手术组;3D打印组总满意度(95.45%)显著高于传统手术组(71.43%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:3D打印技术不仅可以减少人工膝关节置换术出血量及手术时间,还能帮助患者获得良好的下肢力线,改善膝关节功能,提高患者满意程度。

基于人体关节点的步态识别算法研究

步态识别是指根据人走路的方式及动力学特征来识别人的身份。人体关节点能很好地表征步态特征。本文提出一种的新的算法:用半周期长的代表性短序列取代关键帧,然后对每个序列用下肢关节角度描述其动态特征,并用关节点的形状上下文描述其轮廓静态特征,较好的提取了人体的步态信息。我们通过实验,对不同特征赋予相应权值进行特征融合,并采用K近邻分类器有效地提高了识别率。实验表明,该算法具有很好的识别效果。

基于某车型正面碰撞假大腿部伤害研究

提出大腿的综合评价办法,通过MADYMO仿真软件建立了汽车正面碰撞乘员约束系统的仿真模型,并经过试验验证了模型的可靠性,对大腿伤害曲线进行了对标,在此对标好模型的基础上,分别从IP位置、乘员下肢偏置角度、小腿与地板的夹角这3方面对大腿伤害进行研究。结果表明:在符合人机工程学的同时,IP位置位于乘员膝部时队成员的伤害影响最小;乘员下肢偏置角度为12°为最佳位置;降低小腿与地板的夹角可不同程度地降低乘员大腿的伤害。因此,当汽车发生碰撞时,提前调整有关参数能够有效降低乘员的损伤风险,对汽车主动安全的研发与设计具有重要意义。

基于特征融合的步态识别

基于人行走时下肢关节角度变化包含丰富的个体识别信息的观点,提出了一种利用下肢关节角度进行识别的方法。利用下肢关节角度来表征步态运动的动态特征,并用主分量分析进行特征提取来表征步态的静态特征,其次融合步态运动中的静态特征和动态特征,采用对小样本具有很好分类效果的支持向量机进行分类识别。对算法进行MATLAB仿真,结果表明所用方法具有较高的识别性能。

膝关节骨性关节炎患者下肢扭转角度CT评价的临床价值研究

目的:深入探讨膝关节骨性关节炎患者下肢扭转角度CT评价的意义。方法:选取2019年1月~2020年1月来本院就诊的102例膝关节骨性节炎患者作为本次研究对象,其中,男性患者23例,女性患者79例,总共204个膝关节。对患者实施伸膝旋转中立位CT扫描,测量胫骨扭转角、膝关节股骨后髁角以及α角等。结果:患者膝关节股骨后髁角中位数为(2.40±7.31)°,内翻畸形α角为(10.74±10.03)°,外翻畸形α角为(11.75±7.26)°。患者手术前膝扭转角左膝为(10.69±7.74)°,右膝为(9.46±5.79)°。胫骨扭转角左侧为(27.76±10.18)°,右侧为(28.16±10.91)°。结论:在下肢扭转角度的测量过程中,使用CT扫描的方式精准客观,可以给人工假体相对旋转定位提供科学的引导。而且在手术后膝扭转角度的测量过程中使用CT影像技术,可以为术后疗效的评估和医院随访提供较高价值参考。