本文關(guān)鍵詞：基于前庭功能的頭眼運(yùn)動(dòng)建模與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 頭眼運(yùn)動(dòng) 前庭系統(tǒng) 建模

【摘要】：近年來,隨著人類科技的不斷發(fā)展,人類對(duì)自身奧秘的興趣越來越濃,而大腦又是人體最精密的結(jié)構(gòu),相關(guān)領(lǐng)域的研究也顯得越來越受到人們的重視,而頭眼運(yùn)動(dòng)的研究是其中較新較熱門的一個(gè)研究領(lǐng)域。頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是人體對(duì)自身加速度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。前庭系統(tǒng)是頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的核心。前庭系統(tǒng)是所有生物自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映器官,也是自身空間狀態(tài)的感受器官。人體自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信息通過神經(jīng)傳遞到前庭系統(tǒng),前庭系統(tǒng)再通過一系列處理,形成各種神經(jīng)信號(hào)或者各種興奮信號(hào)傳遞到需要此類信息的各種器官。人體頭眼運(yùn)動(dòng)就是前庭系統(tǒng)功能的一種運(yùn)用。人體的運(yùn)動(dòng)信息通過前庭系統(tǒng)傳遞到眼球,產(chǎn)生眼球的運(yùn)動(dòng),震顫,旋轉(zhuǎn)等。而頭眼運(yùn)動(dòng)的研究可以應(yīng)用到很多領(lǐng)域,比如說眩暈檢測(cè),飛行員狀態(tài)監(jiān)測(cè),錯(cuò)覺檢測(cè)等等。本文主要就頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行建模,整合前人關(guān)于前庭和半規(guī)管的一些研究成果,提出根據(jù)人體加速度來模擬人體前庭系統(tǒng)對(duì)人體加速度的處理流程。本文詳細(xì)的內(nèi)容如下：第一章,主要介紹了頭眼運(yùn)動(dòng)研究的意義,頭眼運(yùn)動(dòng)的研究應(yīng)用領(lǐng)域很廣,眩暈檢測(cè),生理系統(tǒng)檢測(cè),錯(cuò)覺檢測(cè)等等。第二小節(jié)主要簡(jiǎn)述了本文中會(huì)使用的一些數(shù)學(xué)工具,包括分?jǐn)?shù)階微積分,M-L函數(shù),旋轉(zhuǎn)矩陣,其中三維旋轉(zhuǎn)變換矩陣是本為用的最主要的數(shù)學(xué)工具。對(duì)于三維旋轉(zhuǎn),有三種表示方法：四元數(shù),歐拉角和旋轉(zhuǎn)變換矩陣。分析了三種方法的優(yōu)缺點(diǎn),以及為什么本文要采用變換矩陣來表示旋轉(zhuǎn)。第二章,主要介紹了頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的生理學(xué)研究背景,頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主要分為2部分：前庭系統(tǒng)和眼動(dòng)系統(tǒng),第一小節(jié)主要介紹了前庭,半規(guī)管以及他們周圍的生理結(jié)構(gòu)構(gòu)成,還介紹了頭眼運(yùn)動(dòng)生理響應(yīng)流程,明確了頭眼運(yùn)動(dòng)研究的理論基礎(chǔ)以及可行性。以頭部右轉(zhuǎn)為例,簡(jiǎn)述了眼球?qū)τ陬^部右轉(zhuǎn)的響應(yīng)過程。第二小節(jié)主要介紹了頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中眼動(dòng)系統(tǒng)部分主要運(yùn)動(dòng)模式和本文當(dāng)中實(shí)際測(cè)量環(huán)境中眼動(dòng)的策略。第三章,主要介紹了關(guān)于前庭系統(tǒng)的目前的理論研究成果,前庭器官是主要反映人體直接加速度的,半規(guī)管系統(tǒng)主要反映人體旋轉(zhuǎn)的。對(duì)于前庭器官,首先介紹了Grant等人的研究成果,分析了不足,又介紹了蘇海軍等人對(duì)Grant等人模型的改進(jìn)解和高精度解,并根據(jù)解分析了一些重要參數(shù)的范圍,對(duì)模型的影響。半規(guī)管對(duì)人體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的響應(yīng),這方面Buskirk等人做出了不小的貢獻(xiàn),在第二節(jié)介紹了他們的研究成果,分析了模型的缺點(diǎn),最后引入了徐明瑜,蘇海軍等人對(duì)模型的精確解。第四章,主要介紹了對(duì)頭眼運(yùn)動(dòng)的整體建模的過程。頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)整體的系統(tǒng),而前人對(duì)頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方面的研究主要著重于系統(tǒng)的某一方面進(jìn)行理論研究,缺乏一些對(duì)實(shí)際應(yīng)用方面的實(shí)踐,并且沒有將模型整合起來來整體研究頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)來說就要小的多,所以論文主要針對(duì)頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)整體建模,從整體上考慮頭眼運(yùn)動(dòng),可以運(yùn)用在很多領(lǐng)域,比如眩暈檢測(cè)等等。本章所介紹的模型針對(duì)的是眼球的平滑跟蹤運(yùn)動(dòng),然后針對(duì)頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)建模。第五章,首先用對(duì)簡(jiǎn)單的情況進(jìn)行了仿真,確定了模型中的一些參數(shù),然后用實(shí)際測(cè)量眼球數(shù)據(jù)與模型模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果符合理論預(yù)期,證明了模型的有效性,第六章,總結(jié)了全文,根據(jù)模擬結(jié)果提出了模型的缺點(diǎn),限制,明確了未來改進(jìn)的途徑和方向,模型進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)用的方向。
【關(guān)鍵詞】：頭眼運(yùn)動(dòng) 前庭系統(tǒng) 建模
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.0
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 頭眼運(yùn)動(dòng)研究意義和應(yīng)用前景9-12
• 1.1.1 眩暈檢測(cè)10
• 1.1.2 錯(cuò)覺10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文組織架構(gòu)13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 2 頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介15-26
• 2.1 前庭系統(tǒng)簡(jiǎn)介15-17
• 2.2 眼球運(yùn)動(dòng)模式17-20
• 2.3 相關(guān)數(shù)學(xué)工具20-25
• 2.3.1 分?jǐn)?shù)階微積分20-21
• 2.3.2 Mittag-Leffler函數(shù)21
• 2.3.3 旋轉(zhuǎn)矩陣21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 前庭系統(tǒng)模型研究現(xiàn)狀26-35
• 3.1 直線變速運(yùn)動(dòng)耳石模型26-30
• 3.2 頭部轉(zhuǎn)動(dòng)半規(guī)管模型30-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 4 頭眼運(yùn)動(dòng)模型研究35-40
• 4.1 頭眼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程35-39
• 4.1.1 確定坐標(biāo)系35
• 4.1.2 加速度處理35-36
• 4.1.3 整體數(shù)據(jù)處理流程36-37
• 4.1.4 數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)分析37-39
• 4.2 本章小結(jié)39-40
• 5 仿真實(shí)驗(yàn)40-48
• 5.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定40-42
• 5.1.1 常規(guī)參數(shù)40
• 5.1.2 影響時(shí)間選擇40-42
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理流程42
• 5.2 實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比42-47
• 5.3 本章小結(jié)47-48
• 6 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-51
• 致謝51-53

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賈宏博,于立身;前庭系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)期力場(chǎng)改變的適應(yīng)[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).耳鼻咽喉科學(xué)分冊(cè);2000年04期

2 劉捤;;發(fā)展中的前庭醫(yī)學(xué)[J];中國(guó)耳鼻咽喉頭頸外科;2009年08期

3 吳子明;張素珍;;前庭系統(tǒng)疾病診治的現(xiàn)狀[J];中華耳科學(xué)雜志;2011年04期

4 陳麗;楊志敏;張宏程;張玉梅;;腦干聽覺誘發(fā)電位在前庭系統(tǒng)眩暈中的臨床運(yùn)用價(jià)值[J];卒中與神經(jīng)疾病;2013年03期

5 白秦生;;關(guān)于前庭運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的非對(duì)稱性問題[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).耳鼻咽喉科學(xué)分冊(cè);1986年04期

6 董明敏;前庭重振[J];河南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);1990年03期

7 小龍;;眩暈·頭暈[J];人人健康;2001年06期

8 顧欣祖;吳樂正;吳德正;;正常人視覺——前庭相互作用的特征[J];眼科學(xué)報(bào);1990年Z2期

9 汪運(yùn)坤;王麗雯;王博惕;;前庭傳出系統(tǒng)研究進(jìn)展[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).耳鼻咽喉科學(xué)分冊(cè);1993年04期

10 吳振東,周宏君,李壯豐,陳漢波;腦干聽覺誘發(fā)電位對(duì)前庭系統(tǒng)眩暈的作用[J];中國(guó)臨床康復(fù);2003年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 王小成;馮立寧;張作明;;視覺系統(tǒng)信息與前庭系統(tǒng)信息整合部位的研究[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議手冊(cè)及文集[C];2009年

2 豐雷;王玉鳳;張霞;任園春;;注意缺陷多動(dòng)障礙兒童的前庭系統(tǒng)功能研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)精神病學(xué)分會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

3 侯永花;張寧;成杰;;腦干聽覺誘發(fā)電位與經(jīng)顱多普勒超聲對(duì)前庭系統(tǒng)眩暈的診斷價(jià)值[A];中國(guó)民康醫(yī)學(xué)雜志創(chuàng)刊20周年優(yōu)秀論文集（1988-2008）[C];2008年

4 沈雙;劉迎曦;孫秀珍;;正弦旋轉(zhuǎn)速度激勵(lì)人內(nèi)耳前庭系統(tǒng)膜迷路流固耦合數(shù)值模擬[A];第九屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

5 叢品;;眩暈疾病的診治進(jìn)展[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)耳鼻咽喉科專業(yè)委員會(huì)第三次學(xué)術(shù)年會(huì)暨省級(jí)繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班資料匯編[C];2005年

6 單希征;;眩暈診治的研究進(jìn)展與現(xiàn)代理念思考[A];世界中聯(lián)耳鼻喉口腔專業(yè)委員會(huì)換屆大會(huì)及第三次學(xué)術(shù)年會(huì)暨中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)耳鼻喉科分會(huì)第十七次學(xué)術(shù)交流會(huì)暨廣東省中醫(yī)及中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)耳鼻喉科學(xué)術(shù)交流會(huì)論文匯編[C];2011年

7 叢品;;眩暈疾病的診治進(jìn)展[A];浙江省中醫(yī)藥學(xué)會(huì)2005年外科、耳鼻喉科學(xué)術(shù)交流會(huì)資料匯編[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 記者 吳若琪;專家提出 治療眩暈,藥物與前庭康復(fù)并重[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2010年

2 本報(bào)記者 吳玲娟;前庭系統(tǒng)受損引發(fā)眩暈[N];保健時(shí)報(bào);2007年

3 盧云;重視眩暈[N];家庭醫(yī)生報(bào);2007年

4 楊孝文;鵝卵石有益健康找到科學(xué)證據(jù)[N];中國(guó)婦女報(bào);2005年

5 羅山;頭暈與眩暈不是一回事[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2004年

6 健康時(shí)報(bào)記者 白軼南;暈機(jī)做好防暈準(zhǔn)備[N];健康時(shí)報(bào);2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王小成;視覺系統(tǒng)信息與前庭系統(tǒng)信息整合機(jī)制的初步研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 姚冰;基于前庭功能的頭眼運(yùn)動(dòng)建模與應(yīng)用[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

2 盛宏申;慶大霉素?fù)p傷后豚鼠前庭上皮自發(fā)修復(fù)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2002年

3 馬文;嬰幼兒大前庭導(dǎo)水管綜合征CT影像和聽力學(xué)特點(diǎn)[D];山東大學(xué);2010年

4 向婕;嵌入式加油站前庭控制器研究及設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：902800