發(fā)布時間：2019-09-23 21:45

【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),對于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的康復(fù)來說具有重要的意義。然而,常見的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量方法需要通過步態(tài)實驗室中配備的運動捕捉系統(tǒng)和固定的測力臺來實現(xiàn),這對于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的臨床治療和日常康復(fù)來說并沒有實際作用。本論文的目的是針對膝關(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)計一套基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量的步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)。在這套傳感系統(tǒng)中,為了實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩在日�；顒又械膶崟r測量,我們首先設(shè)計了可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量方法。在此基礎(chǔ)上,針對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者常見的步態(tài)訓(xùn)練方法,設(shè)計出對應(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,我們利用六個分布在足底的壓力傳感器和一個位于足面的運動傳感器實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的可穿戴式測量和步態(tài)訓(xùn)練反饋。六個壓力傳感器位于足底典型受力區(qū)域,用于實現(xiàn)行走過程中足底壓力的采集。利用行走過程中采集到的足底壓力數(shù)據(jù)和實驗室采集到的膝關(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)收力矩的計算。穿戴于足面上的運動傳感器用于捕捉行走過程中腳的姿態(tài),實現(xiàn)行走過程足行進角進行檢測。通過對檢測到的角度進行判斷來控制運動傳感器的外接振子振動,從而實現(xiàn)行走過程步態(tài)的訓(xùn)練和反饋。為了判斷所設(shè)計的可穿戴式傳感系統(tǒng)的可行性,我們進行了三次實驗探究。第一次實驗對比了膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的計算值和參考值,實驗結(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)計的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可穿戴式測量方法是準(zhǔn)確且可行的。第二次實驗對不同步態(tài)的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩進行分析,結(jié)果表明所設(shè)計的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可穿戴式測量方法能對不同的步態(tài)進行判斷。第三次實驗對八名實驗人員進行仿病人步態(tài)反饋訓(xùn)練,實驗研究表明所設(shè)計的基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量的步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)能夠?qū)崟r的對人的行走步態(tài)進行訓(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，由于地面對人的反作用為只發(fā)生在人行逡逑走或站立過程中腳支撐地面的站立階段，因此對膝關(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峰值相對應(yīng)，膝關(guān)節(jié)逡逑內(nèi)收力矩在一個支撐期過程中一般化會出現(xiàn)兩個峰值，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，但化是評佑滕關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)負(fù)載的一個重要依逡逑據(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，我逡逑國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，由高速運動捕捉攝像機和測為臺組成的用于臨床分析的運動逡逑捕捉實驗室通常被稱為ki態(tài)分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)，其所測得的運動學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)具逡逑有非常高的精度。然而在實際康復(fù)環(huán)境中，它的作用非常有限，因為它的價格帝逡逑貴，而且使用范圍很小，對于力的測量僅是測力臺上的幾步，這對于具有步態(tài)fB逡逑形患者的日常康復(fù)幾乎是沒有意義的。因此，用于運動學(xué)分析和動為學(xué)分析的可逡逑穿戴傳感設(shè)備越來越受到重視。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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�，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：2540487