基于逆运动学的下肢步态参数计算和测量

步态参数分析是神经疾病康复的重要评估手段,能够方便、准确的测量人体下肢步态参数具有重要意义。本研究把人体下肢简化为由铰链连接的串联多刚体,利用三维运动捕捉仪检测脚尖与髋关节空间坐标与姿态,根据机器人逆运动学的方法计算下肢关节角度。通过测量人体骨骼模型的关节角度,分析逆运动学方法的精度与可靠性,分析显示逆运动学法计算的关节角度算术平均误差为3.12°,具有小于10%的最大允许误差,且其与向量法计算数据在0.01水平上是显著相关的。本研究提出的逆运动学方法能够保证计算精度与可靠性,减少了测量需要的标识点数目和点滑移对测量的影响,增加了测量的方便性。     

可穿戴设备数字化评估多巴丝肼对不同站姿条件下帕金森病患者平衡稳定性的影响

目的:采用可穿戴设备评估多巴丝肼对帕金森病(PD)患者服药前后平衡稳定性的影响。方法:选取HoehnYahr(HY)3级PD患者及年龄匹配的健康受试者。通过可穿戴式传感器采集药物开期状态及药物关期状态下PD患者和健康受试者睁眼自然站立、睁眼并脚站立、闭眼自然站立时的平衡能力。比较两组受试者在不同姿态下的前后/左右摆动位移(重心摆动参数)。结果:12例HY 3级PD患者及12例健康受试者入组,两组年龄、性别、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分差异无统计学意义。健康对照组闭眼自然站立时摇摆位移较睁眼自然站立时减小(P0.05)。PD患者药物开期和药物关期的摇摆位移差异无统计学意义。睁眼自然站立状态下,PD组患者药物关期前后摇摆位移小于健康对照组(P0.05);闭眼自然站立状态下,PD组患者药物开期左右摇摆位移大于健康对照组(P0.05)。结论:数字化可穿戴设备可有效评估PD患者与健康人的平衡能力;多巴丝肼未能显著改善患者的平衡调节能力;PD患者可能存在视觉与体感平衡感觉整合异常。     

一种手指康复装置的机构与控制实验

背景：临床证实,在患者肢体手术后或脑神经损伤的早期康复及自发恢复期间,实施连续被动运动可以补偿患者主动运动的不足,增大其肢体活动度,同时减少相应的并发症。 目的：以正常人体手指作对指运动时手指末端轨迹(预期轨迹)参数为基础设计完成手指康复训练机械手。 方法：以连续被动运动康复理论为基础设计了一种手指康复训练机械手,该机械手主要包括四指机构和拇指机构,采用步进电机进行驱动,以实现人体拇指和四指的对指运动。 结果与结论：针对实现不同长度手指的康复要求,实施了机构对指运动实验,机构末端轨迹与预期轨迹之间的相对误差约为2%,由此表明了机构设计及控制方法的可行性,并能够较好满足患者拇指和四指对指运动的康复需求,实验结果验证了该机械手能较好的实现预期运动。下一阶段,将在现有控制实验的基础上实施真人手指康复训练实验。     

一种新型的计算机辅助手术导航系统

目的 利用计算机图像处理技术和手术前的C臂X射线影像资料，手术医生可以根据计算机屏幕所指示的手术路径正确实施手术，减少患者和医生的X射线辐射量，缩短手术时间。方法 利用C臂图像和双目视觉空间定位系统测量和计算患者患部以及手术工具标志点的空间位置，从而确定手术工具相对于手术部位的正确性。结果 建立了术前图像数据与术中患部和手术器械位置之间的对应关系，在计算机上显示出了髓内钉与电钻位置之间的偏离，并给出正确的位置和方向。结论 该系统最大限度地利用了C臂的优点，确定了手术工具的正确位置和方向，实现了手术导航的目的。