三维动态捕捉系统结合表面肌电在脑卒中偏瘫患者上肢运动功能评估中的应用

目的应用三维动态捕捉系统结合表面肌电分析脑卒中患者和健康人上肢触碰试验的运动学和生理学特点,并探讨其对脑卒中患者上肢运动功能评定的价值。方法2019年1月至8月,采用三维动态捕捉系统Qualisys结合表面肌电,记录上肢和手BrunnstromⅤ期、改良Ashworth量表分级≤1级的北京博爱医院40例恢复期脑卒中偏瘫患者患侧上肢(偏瘫组)和40例健康成年人优势侧上肢(对照组)执行目标触碰任务时,肩、肘、腕关节和前臂的三维运动角度及相关肌肉表面肌电均方根值(RMS)。偏瘫组结果与Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)评分间的关系采用Pearson相关性分析及多元线性回归分析。结果偏瘫组肩关节内旋、屈曲,肘关节伸展,腕关节屈曲、尺偏角度绝对值较对照组增大(|t|>2.321,P<0.05),而肩关节内收,前臂旋前较对照组显著减小(|t|>6.426,P<0.001)。偏瘫组上肢各关节角度与FMA-UE评分间无相关性(P>0.05)。偏瘫组上斜方肌、三角肌前部、三角肌中部、肱二头肌、胸大肌、旋前圆肌、肱桡肌、指伸肌RMS小于对照组(|t|>2.068,P<0.05);肱三头肌RMS大于对照组(t=-2.652,P<0.05)。偏瘫组上斜方肌RMS与FMA-UE评分显著负相关(r=-0.585,P<0.001),旋前圆肌RMS与FMA-UE评分显著正相关(r=0.589,P<0.001)。上斜方肌和旋前圆肌RMS是FMA-UE评分的独立影响因素(P<0.01)。结论三维动态捕捉系统结合表面肌电可作为有效评估脑卒中偏瘫患者上肢运动功能的一种客观手段。

不同注意焦点下单腿前跳起跳过程下肢的表面肌电特征分析

目的通过对比分析不同焦点模式下单腿前跳起跳过程中下肢表面肌电情况,探寻不同注意焦点模式对单腿前跳起跳过程的影响。方法选取12名具有2~3年健身经验的男性受试者,采用Noraxon表面肌电测试系统(采样频率1.5 kHz)记录受试者完成3种不同注意焦点下的单腿起跳起跳过程,此外,使用Kistler三维测力台(9260AA6,瑞士,采样频率1 kHz)进行动力学数据采集。

膝关节骨性关节炎生物力学模型及其软骨表面应力分析

背景:膝关节骨性关节炎主要以软骨退变,骨质增生进而影响到关节周围软组织致关节疼痛,负重后加重以及后期致关节变形的慢性疾病。目的:实验收集膝关节骨性关节炎患者及正常人的膝关节影像学参数,再先后导入各种软件建立模型,然后在模型上模拟膝关节下蹲动作,并收集下蹲过程中膝关节骨性关节炎患者及正常人膝软骨表面的应力数据,并将两者进行对比从而得出膝关节骨性关节炎患者软骨表面应力特征。方法:收集膝关节骨性关节炎患者及正常人各30例,通过影像学CT,MRI检查获得数据,将得到的数据通过Mimics软件、Simpleware软件分析后建立模型,通过模型获得膝关节软骨应力相关数据,最后进行膝关节骨性关节炎患者与正常人数据的对比分析,分析总结得出膝关节骨性关节炎患者关节软骨的应力特点。结果与结论:膝关节骨性关节炎患者从站立到下蹲过程中膝软骨表面应力一般呈现非线性递增趋势。膝关节骨性关节炎患者下蹲过程中膝软骨表面中间外侧应力应力高于正常人体组(P<0.05),而其下蹲过程中膝软骨表面靠近远端应力及前后侧应力与正常人相比差异无显著性意义(P>0.05)。结果证实,成功建立膝关节骨性关节炎肌骨模型和有限元模型,建立的模型更接近真实膝关节的运动特征,通过模型为膝关节骨性关节炎疾病提供膝部组织定量的生物力学数据。

田径项目肌力测试指标及方法的研究

力量素质是田径项目运动员的重要素质之一。采取科学有效的肌肉力量测试指标和方法,有利于田径运动员专项力量和运动成绩的提高。目前,等速测试、表面肌电图和三维测力系统等技术在肌力测试方面都具有一定的实用价值和应用前景。

新型腰背部运动训练系统及其效果检测

针对腰肌劳损、背部疼痛等腰背部疾病高发的问题,设计开发了1种腰背部运动训练系统。依据仿生学原理,通过模仿骑马的"8"字型动作,提出了该新型腰背部运动训练系统的技术方案,对机械结构和控制系统进行了设计。制作了新型腰背部运动训练系统的样机,进行了三维运动检测和表面肌电信号(s EMG)检测实验。结果表明,采用该新型腰背部运动系统进行运动训练时,腰方肌和竖背肌的积分肌电信号(IEMG)和肌电均方根(RMS)振幅为静坐状态时的3倍以上,具备有效调整腰背部肌肉运动特性的功能。

全身三维步态与运动分析系统联合表面肌电治疗小儿脑性瘫痪的研究

研究全身三维步态与运动分析系统联合表面肌电治疗小儿脑性瘫痪的效果。方法 研究对象为本院2022年1月—2022年12月收治的3岁以上可独立步行的小儿脑瘫患儿100例。随机分入对照组和治疗组,每组50例。对照组只予运动疗法、作业疗法、推拿、针灸、理疗等治疗。治疗组在此基础上给予全身三维步态与运动分析系统联合表面肌电评估治疗。结果 治疗后,治疗组的步速、左侧步态周期、右侧步态周期、步频、左侧支撑期时间、右侧支撑期时间、右侧摆动期时间、双足支撑期时间、左侧步长、右侧步长、步幅长均较治疗前得到改善,P<0.05。治疗后对照组仅有右侧步态周期、左侧步长、右侧步长、步幅长较治疗前得到改善,P<0.05。治疗后两组的步速、左侧步态周期、右侧步态周期、步频、左侧支撑期时间、右侧支撑期时间、右侧摆动期时间、左侧步长、右侧步长、步幅长均有差异,P<0.05。结论 全身三维步态与运动分析系统联合表面肌电治疗小儿脑性瘫痪可以在科学系统的指导下有针对性进行康复训练,对改善患儿的步行状态更有助益。

视力和环境明暗对人体姿势控制的影响

目的姿势控制是保持人体姿势和维持人体平衡的能力,预期姿势调节和补偿期姿势调节是姿势控制的重要机制。探讨视力和环境明暗对预期姿势调节和补偿期姿势调节特征的影响,为视力较差者预防跌倒提供依据。方法6名近视与6名视力正常的健康大学生分别在明环境和暗环境下裸眼完成摆锤撞击测试。使用表面肌电和三维测力台同步采集肌电信号和地面反作用力数据。使用混合设计双因素方差分析确定视力和环境明暗对预期和补偿期肌肉激活幅度。

低成本人体步态在线检测系统

研究了一种由 CCD摄像机、三维测力台及表面肌电信号检测装置组成的人体步态在线检测系统。在该系统中图像、力和表面肌电信号都由一台计算机实时采集。采用普通监控用图像设备和边缘检测、模板匹配等方法识别运动图像中的标志点 ,降低了系统硬件成本和对测试背景的要求。初步应用结果表明 :系统同步性能好 ,空间分辨率小于0 .2 %。该系统不仅适合于临床进行步态分析 ,而且也可用作其他与人体运动姿态有关研究的检测平台。