【摘要】：膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩是判斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的重要參數(shù),對(duì)于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的康復(fù)來(lái)說(shuō)具有重要的意義。然而,常見(jiàn)的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量方法需要通過(guò)步態(tài)實(shí)驗(yàn)室中配備的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和固定的測(cè)力臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn),這對(duì)于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的臨床治療和日�？祻�(fù)來(lái)說(shuō)并沒(méi)有實(shí)際作用。本論文的目的是針對(duì)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的步態(tài)訓(xùn)練和日�？祻�(fù),設(shè)計(jì)一套基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量的步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)。在這套傳感系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩在日�；顒�(dòng)中的實(shí)時(shí)測(cè)量,我們首先設(shè)計(jì)了可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量方法。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者常見(jiàn)的步態(tài)訓(xùn)練方法,設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的可穿戴式步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)。在這套可穿戴傳感系統(tǒng)中,我們利用六個(gè)分布在足底的壓力傳感器和一個(gè)位于足面的運(yùn)動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的可穿戴式測(cè)量和步態(tài)訓(xùn)練反饋。六個(gè)壓力傳感器位于足底典型受力區(qū)域,用于實(shí)現(xiàn)行走過(guò)程中足底壓力的采集。利用行走過(guò)程中采集到的足底壓力數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室采集到的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩參考值,我們建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用于膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的計(jì)算。穿戴于足面上的運(yùn)動(dòng)傳感器用于捕捉行走過(guò)程中腳的姿態(tài),實(shí)現(xiàn)行走過(guò)程足行進(jìn)角進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)檢測(cè)到的角度進(jìn)行判斷來(lái)控制運(yùn)動(dòng)傳感器的外接振子振動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)行走過(guò)程步態(tài)的訓(xùn)練和反饋。為了判斷所設(shè)計(jì)的可穿戴式傳感系統(tǒng)的可行性,我們進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)探究。第一次實(shí)驗(yàn)對(duì)比了膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的計(jì)算值和參考值,實(shí)驗(yàn)結(jié)果兩條曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.9且誤差小于0.4,這證明了所設(shè)計(jì)的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可穿戴式測(cè)量方法是準(zhǔn)確且可行的。第二次實(shí)驗(yàn)對(duì)不同步態(tài)的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩進(jìn)行分析,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可穿戴式測(cè)量方法能對(duì)不同的步態(tài)進(jìn)行判斷。第三次實(shí)驗(yàn)對(duì)八名實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行仿病人步態(tài)反饋訓(xùn)練,實(shí)驗(yàn)研究表明所設(shè)計(jì)的基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量的步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)人的行走步態(tài)進(jìn)行訓(xùn)練和改變,減輕膝關(guān)節(jié)的壓力。
【圖文】：

節(jié)內(nèi)收力矩的峰值可Ｗ判斷膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)的負(fù)重，其升高程度與膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎逡逑的嚴(yán)重程度、膝關(guān)節(jié)的疼痛及疾病的進(jìn)展有密切的關(guān)系逡逑膝關(guān)節(jié)內(nèi)收為矩曲線如圖１．２所示，由于地面對(duì)人的反作用為只發(fā)生在人行逡逑走或站立過(guò)程中腳支撐地面的站立階段，因此對(duì)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的分析只考慮在逡逑完整步態(tài)周期的支撐期階段。與支撐期地面反作用力的兩個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，膝關(guān)節(jié)逡逑內(nèi)收力矩在一個(gè)支撐期過(guò)程中一般化會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)峰值，第一峰值出現(xiàn)在支撐期前逡逑中期，其值比較大，是用來(lái)判斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的重要參數(shù)，第二峰值出現(xiàn)在逡逑支撐期后期，，其峰值比第一峰值要小，但化是評(píng)佑滕關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)載的一個(gè)重要依逡逑據(jù)。逡逑膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎作為一種慢性疾病，困擾著許多中老年人Ｗ。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我逡逑國(guó)６５歲Ｗ上人群中約有８０％的人表現(xiàn)出膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的癥狀Ｗ。有研究表逡逑２逡逑

浙江大學(xué)碩壬學(xué)位論文邐１緒論逡逑如圖１．３所示，由高速運(yùn)動(dòng)捕捉攝像機(jī)和測(cè)為臺(tái)組成的用于臨床分析的運(yùn)動(dòng)逡逑捕捉實(shí)驗(yàn)室通常被稱(chēng)為ki態(tài)分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)，其所測(cè)得的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)具逡逑有非常高的精度。然而在實(shí)際康復(fù)環(huán)境中，它的作用非常有限，因?yàn)樗膬r(jià)格帝逡逑貴，而且使用范圍很小，對(duì)于力的測(cè)量?jī)H是測(cè)力臺(tái)上的幾步，這對(duì)于具有步態(tài)fB逡逑形患者的日�？祻�(fù)幾乎是沒(méi)有意義的。因此，用于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)為學(xué)分析的可逡逑穿戴傳感設(shè)備越來(lái)越受到重視。逡逑ＫU氬義希椋殄義賢跡保撐溆脅飭μê透咚僭碩蹲繳閬褳返腦碩治鍪笛槭義甕灣義希保補(bǔ)諭庋芯拷瑰義希保玻卞逑ス亟諛謔瘴匱芯拷瑰義媳疚乃刈⒌南ス亟諛謔樟氐難芯恐饕謨諏礁齜矯媯皇竅ス亟諛謔瘴義暇卦謚瘟葡ス亟詮切怨亟諮椎撓τ�，因为膝关秸樦o樟氐鬧凳橋卸蝦橢瘟葡ス劐義轄詮切怨亟諞宓鬧匾問(wèn)�，因磾\行磯嘌芯恐鋁τ諭ü跣∠ス亟諛謔樟劐義系鬧道醇跚嵯ス亟詮切怨亟諮諄頰叩鬧⒆礎(chǔ)６竅ス亟諛謔瘴氐牟飭糠椒

本文編號(hào)：2540487