一种上肢运动功能评价方法的初步研究

目的:通过研究健康人上肢点取前方不同目标点的定位运动规律,探讨评价上肢运动障碍者运动功能的新方法,尝试为肢体运动障碍者的康复训练和检测提供对照和比较。方法:选择21名健康男性自愿者,设计并进行了人体上肢定位实验,得到了拾取时间数据,通过数据分析,探讨人体上肢拾取不同位置目标点的运动时间特性,以此为参考可以对肢体运动障碍者的上肢定位运动功能进行评价。结果:实验数据分析表明,在人体上肢定位运动中,点取前方不同位置目标点时食指尖运动持续时间存在较大差异,并且具有很强的规律性。结论:以健康人的上肢定位运动规律为比照,用食指尖运动持续时间来评价肢体运动障碍者的上肢定位运动功能,是一种简单、可行的方法。

人体前方平面上目标点拾取运动特性及工效研究

目的研究人体上肢对前方平面不同区域目标点的拾取运动特性和工效。方法设计并进行了目标拾取实验,得到了人体上肢拾取前方平面上目标点所需时间、速度、运动轨迹线长度、功率等实验数据。结果通过实验分析,初步揭示了不同区域目标点的拾取运动特性存在较大的差异。结论右利手者拾取前方平面上目标点时,左上区目标点的拾取运动工效最好,右下区目标点的拾取运动工效最差。

基于蓝牙4.0的人体上肢运动姿态采集及识别系统研究

为了能够实现运动人员体育运动过程中的动作识别及有效评价,就全面研究了现代化的人体上肢运动姿态识别方面相关知识,提出了基于蓝牙4.0的人体上肢运动姿态收集及识别系统,全面收集了运动人员在运动过程中经常使用的运动信息。所设计的系统主要包括信息收集、传输、动作识别及信号去噪声等部分,最后对系统进行了测试,通过测试结果表示,相互结合传统时域特征及过零点特征、上四分及下四分的位点特点,能够分离屈肘侧平举和曲臂弯曲静止,以此有效提高上肢运动姿态识别的效率。

基于三维加速度信息的上肢动作质量评价的研究

利用主成份分析对基于加速度信息的上肢动作质量进行评价,并利用评价结果驱动人机交互游戏中球的线路、旋转或者球速。研究结果表明在本套系统内影响上肢动作质量主要有爆发力和耐力两个因素。

人体前方不同位置目标点拾取运动时间特性的研究

目的研究人体前方不同位置目标点的拾取运动时间特性,探讨拾取运动的起始点和目标点位置对拾取时间的影响。方法设计并进行人体上肢拾取运动实验,记录拾取时间数据,通过数据分析,探讨人体上肢从平面板上不同起始点拾取前方不同位置目标点的运动时间特性。结果分析结果表明,起始点和目标点的位置改变对拾取时间有极大影响。结论右利手者拾取前方不同位置目标点时,目标点相对于起始点的方位不同,或起始点(目标圆)位置有变,都会造成拾取时间的显著差异。起始点在目标板上行方向的位置变化对拾取时间影响较大,在列方向的位置变化对拾取时间影响较小。对右利手者,当拾取距离一定时,从起始点向右上方45°目标点的拾取时间最短;起始点位于人体右侧时,该起始点所在目标圆总的拾取时间最短。

基于Simulink的上肢康复训练人机整体建模与分析

机器人康复训练是解决中风瘫痪患者康复训练需求的重要方法,康复机器人设定的训练参数对患者能力的适应程度是决定训练能否加快患者康复进程的重要因素。目前临床上的康复训练内容由康复医师对患者进行量表评估并结合自己的经验制定,这种经验式的训练方法在康复机器人训练过程中无法实现。为了探讨上肢康复机器人运动训练参数与患者运动能力之间的关系,本文建立了牵引式上肢康复机器人训练的Simulink人机整体模型,并将模型计算的人体肩关节、肘关节运动与实际动作下的肩关节、肘关节运动进行了对照。分析显示仿真结果与实验数据存在明显的相关性,从而证明了模型的准确性。进一步地,本文根据模型仿真结果拟合了人机接触端平面画圆半径与人体肩关节、肘关节主动运动自由度的线性函数关系,为临床上康复机器人制定训练目标提供了量化参考。

基于肌电信号的上肢多关节连续运动估计

为了建立联系肌电信号与上肢关节连续运动量的一般化模型,首先利用Vicon视觉系统分析了人体上肢的运动特性,然后采集与上肢运动直接关联的肌肉表面肌电信号,并从中提取肌肉活跃度特征;在此基础上,采用主元分析算法对关节运动解耦,并计算决定关节运动的肌肉活跃主元,最后通过拟合高阶多项式构建了映射肌肉活跃度到上肢多关节角度的运动模型.大量的实验结果验证了利用本文建立的模型可以精确估计人体关节连续运动角度,而且本文方法的估计性能优于传统神经网络.

面向脑卒中恢复期患者的上肢外骨骼主动式力量训练器的设计

针对脑卒中恢复期患者的上肢力量训练及神经性训练对促进脑卒中患者完全康复意义重大。开发了一台上肢外骨骼主动式力量训练器,用于恢复患者的上肢肌力训练及运动控制能力训练。基于人体上肢运动规律及国人上肢尺寸,设计训练器结构。通过实验对阻力训练等级进行标定,通过均方根误差与标准偏差对训练器运动跟随能力和数据采集能力进行评估。实验验证了训练器的可行性,为恢复期患者上肢力量训练、控制能力训练提供辅助,为康复师制定训练计划提供参考。