不同头戴式虚拟现实对人体平衡与姿势控制的影响

目的观察不同类型虚拟现实(VR)环境平衡训练对人体平衡与姿势控制的影响。方法2022年3月至4月,在大连理工大学招募在校男性大学生30例,分别接受动、静态背景的VR平衡训练。两次试验间隔1周。每次干预前后测量睁眼稳定平面站立、闭眼稳定平面站立、静态VR稳定平面站立、动态VR稳定平面站立、睁眼海绵垫上站立、闭眼海绵垫上站立、静态VR海绵垫上站立、动态VR海绵垫上站立8种条件下压力中心(COP)平均移动速度;计算人体感觉权重。结果训练前,两种平面下,静态VR下COP平均移动速度均明显高于睁眼站立(|t|>2.811,P<0.01),明显低于闭眼站立(t>3.279,P<0.01);动态VR下COP平均移动速度均显著高于闭眼站立(|t|>4.830,P<0.001)。动态VR训练后,睁眼稳定平面下,COP平均移动速度增加(t=2.305,P<0.05);闭眼两种平面下,COP平均移动速度明显下降(t>3.405,P<0.01);两种平面静态和动态VR下,COP平均移动速度均明显下降(|t|>3.285,P<0.01)。静态VR训练后,睁眼稳定平面下,COP平均移动速度增加(t=2.224,P<0.05);闭眼海绵垫平面下,COP平均移动速度下降(t=2.223,P<0.05);静态VR海绵垫下,COP平均移动速度明显下降(t=3.466,P<0.01);动态VR两种平面下,COP平均移动速度均下降(|t|>2.380,P<0.05)。训练后,受试者视觉权重显著下降(t>4.132,P<0.001);动态训练后,正常本体感觉下视觉权重明显小于静态训练后(t=3.611,P<0.01)。结论静态VR环境下,人体平衡稳定性较睁眼时下降,但优于闭眼时;动态VR环境下,人体平衡稳定性甚至比闭眼更低。VR平衡训练后,无干扰的平衡稳定性下降,但对抗干扰的平衡稳定性提高。可能因为人体降低了对视觉信息的依赖,加强了对前庭感觉的利用。这种效应以动态VR训练更明显。

4~5岁儿童静态平衡中的感觉融合特征研究

目的分析4~5岁学龄前儿童维持静态平衡时的感觉融合特征,为促进儿童的动作发展提供依据。方法2021年3月22—31日采用随机数字法在苏州市某公办幼儿园抽取128名学龄前儿童,将可穿戴传感器佩戴在质心(COM)位置进行4项测试:T1睁眼双脚站立、T2闭眼双脚站立、T3海绵垫上睁眼站立、T4海绵垫上闭眼站立。提取COM晃动的角速度模值(ω)计算Romberg商(RQ)、前庭Romberg商(VRQ),以及融合不同感觉时身体稳定性增加比率,分析视觉、本体觉与前庭觉对静态平衡的贡献权重、感觉融合特征,通过独立样本t检验展现性别差异、半岁龄差异。结果RQ为1.20、VRQ为1.58,视觉、本体觉、前庭觉对身体平衡贡献比例约为9.28%、28.19%、62.53%。前庭觉正常,融合视觉与融合本体觉时身体稳定性增加比率的差异具有统计学意义(P<0.001,Cohen's d=-1.14);前庭觉、视觉正常时融合本体觉与前庭觉、本体觉正常时融合视觉身体稳定性增加比率的差异具有统计学意义(P<0.001,Cohen's d=2.30);前庭觉融合视觉、前庭觉融合本体觉之和,与前庭觉同时融合视觉与本体觉身体稳定性增加比率的差异具有统计学意义(P<0.001,Cohen's d=-0.86)。不同性别与年龄组间RQ、VRQ、融合不同感觉时身体稳定性增加比率差异无统计学意义(P>0.05)。结论4~5岁学龄前儿童维持静态平衡时,前庭觉融合本体觉对身体稳定性的贡献大于前庭觉融合视觉,前庭觉与视觉融合本体觉对身体稳定性的贡献大于前庭觉与本体觉融合视觉;男女童、半岁龄儿童之间感觉融合特征基本相同。

Effect of local thermal sensation on whole-body thermal sensation under stable non-uniform environment

To reveal the principles of human thermal responses and find out the effects of body parts on whole-body thermal sensation,through a subjective survey,experimental investigations on human responses are carried out when a single body part is thermally stimulated.Cooling airflow is sent to seven body parts,respectively.Totally 94 samples are tested.To eliminate the obvious multicollinearity of thermal sensation among different body parts,the principal component regression approach is adopted to obtain the principal components for the body parts under different experimental conditions.Through regression and analysis of principal components,the weighting factors of the seven body parts are obtained.A predictive model on whole-body thermal sensation is obtained based on the weighting factors.The results show that the different characteristics of trunk and limbs are clearly seen.The weighting factors of local thermal sensation are integrated values,and there is little difference among values of different body parts.