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健康中老年人利手和非利手侧饮水动作的三维运动学研究
目的:应用三维运动采集系统分析健康中老年人利手和非利手侧上肢饮水动作的运动学特点,探讨利手和非利手执行特定功能性动作是否存在差异性.方法:用Vicon Nexus运动采集系统对18名右利手健康中老年人左右侧上肢执行饮水动作的运动轨迹进行采集,分析并比较利手和非利手侧肩、肘和腕关节的三维运动角度变化及角速度峰值.结果:肘关节X、Y、Z轴上运动角度利手和非利手侧比较差异有显著性意义(P＜0.05).在角速度方面,双侧肩关节X轴上小值、肘关节Y轴和Z轴的大值及小值、腕关节Y轴的大值比较差异有显著性意义(P＜0.05).结论:健康中老年人在执行饮水动作时,利手侧肘关节的屈伸幅度显著高于非利手侧;而非利手侧肘关节内收外展和内外旋运动角度及角速度显著高于利手侧.
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基于fHMM分类优化的多传感器手语手势识别方法
目的 探索基于角速度、加速度、表面肌电信息融合的算法,使在嵌入式设备上实现实时手势识别成为可能.方法 以表面肌电样本熵检测动作起止点,配合多级决策树融合轨迹和肌电信息实现手语手势的识别;采用分帧隐马尔可夫(framing Hidden Markov Model,fHMM)优化策略降低识别延时;在运行速度为300 MHz的嵌入式软件上进行算法测试.结果 融合三类信息后,30个中国手语词获得97.5％±1.6％的识别率,角速度的加入使得识别率平均提高4％;同时,使用基于fHMM的分类优化策略将平均识别延时降低至(175±38)ms,减小约670 ms.结论 本文为实时手语手势识别设备的研制提供了一种可行的方案.
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循环训练法对提高高性能战斗机飞行员肌力协调抗荷能力的效果评定
现代高性能战斗机两长四高(长时间、长距离,持续高载荷、高载荷增长率、高角速度、高认知负荷)的特点,容易引起无任何先兆的空中晕厥,意识不到型空间定向障碍、情景意识丧失和脑力疲劳,从而要求飞行员必须具有耐受高+9Gz的抗荷能力,抗意识不到型空间定向能力,高水平的情景意识,高水平的视觉信息加工能力和很强的飞行耐力.
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髋关节屈伸肌力等速测试:体育学院大学生的特点
背景:等速测试系统作为一种评价人体肌肉功能水平的研究方法和手段,在研究中得到了越来越广泛的应用,但运用等速肌力测试研究大学生髋关节屈伸肌群发展影响的报道并不多见.目的:采用等速肌力测试系统评估大学生髋关节屈伸肌力.方法:志愿参加测试的大学生男女各20名.采用澳大利亚Kylingk公司生产的"Kinitech"等速肌力测试系统,按照测试要求对参试者髋关节进行测试,测试顺序为先向心后离心.测试速度为慢速60(°)/s,中速120(°)/s,快速240(°)/s.观察髋关节屈伸肌群的峰力矩、相对峰力矩、总功、相对总功.结果与结论:在相对应的角速度下,男性峰力矩和相对峰力矩均大于女性(P＜0.01).角速度为60,120,240(°)/s时,男性屈肌峰力矩均小于伸肌峰力矩,而女性屈肌峰力矩大于伸肌,但差异无显著性意义(P＞0.05).在相对应的角速度下,男性总功及相对总功均大于女性(P＜0.01).男性屈肌总功及相对总功均小于伸肌[角速度为60,120(°)/s时,P＜0.01;角速度为240(°)/s时,P＜0.05)];女性屈肌总功及相对总功也均小于伸肌[角速度为60(°)/s时,P＜0.01);角速度为120,240(°)/s时,P＜0.05)].提示髋关节屈伸肌群在相对应的角速度下,男性峰力矩、相对峰力矩、总功、相对总功均大于女性;男女峰力矩、相对峰力矩、总功、相对总功随着测试角速度的增大而减小;在对应的指标下,男性的值大于女性.
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髌骨肌贴对股四头肌肌力及膝关节疼痛的影响
背景：在评价髌骨肌贴的疗效时，既往的等速肌力测试较少关注角速度变化对疼痛和肌力的影响。目的：应用等速肌力测试观察髌骨肌贴干预前后，髌股关节疼痛综合征患者的疼痛和股四头肌肌力变化。方法：选择34例髌股关节综合征患者，在应用髌骨肌贴前，采用多关节等速力量测试评估训练系统测试角速度60(°)/s和180(°)/s下的膝关节等速向心收缩肌力，包括峰力矩值、总作功值及平均峰力矩值，并给予目测类比评分；在应用髌骨肌贴后，再次测试角速度60(°)/s和180(°)/s下的膝关节等速向心收缩肌力，并给予目测类比评分。结果与结论：①目测类比评分：在60(°)/s角速度下，髌骨肌贴应用后的分值较应用前仅轻微下降(P >0.05)；在180(°)/s角速度下，髌骨肌贴应用后的分值较应用前显著下降(P <0.05)。②等速向心收缩肌力：在60(°)/s角速度下，髌骨肌贴应用后的峰力矩值、平均峰力矩、总功较应用前稍增加，但差异无显著性意义；在180(°)/s角速度下，髌骨肌贴应用后的峰力矩值、平均峰力矩、总功较应用前显著增加(P <0.05)。表明髌骨肌贴可显著改善髌股关节综合征患者低负荷关节运动时的疗效。
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健康中老年人上肢负重状态下利手和非利手的三维运动学分析
背景：上肢利手和非利手在执行日常生活中动作存在差异性。中老年人随着年龄增加，利手和非利手在日常生活活动任务执行和完成中同等重要，以往对上肢研究涉及肌力方面内容较多，而目前对关节动态特征及轨迹偏移影响作业活动的研究也逐步增加，三维运动检测和分析已作为上肢运动评估的可靠和有效标准。目的：利用三维运动学分析方法，收集健康中老年人双侧上肢持不同质量杯子下进行饮水动作的数据，探讨基于不同负重状态的利手和非利手上肢关节运动学是否存在差异性。方法：选取16名40-69岁右利手健康中老年人为实验对象，用Vicon Nexus采集双上肢不同质量水杯进行饮水动作的运动捕捉，通过pipeline数据建模和运动轨迹滤过后，用Matlab对采集数据进行动作周期的百分化处理；分析并比较利手和非利手持100 g、200 g和500 g质量的水杯时，肩、肘和腕关节三维平面上的角度和运动速度峰值。结果与结论：利手和非利手持重物肩、肘和腕关节，三维运动角度在肘关节差异明显，100 g水平面(X轴)和矢状面(Z轴)，200 g额状面(Y轴)和矢状面(Z轴)，500 g三维面比较差异有显著性意义(P <0.05)；三维运动角速度峰值在肩、肘和腕关节有差异，100 g(肩关节Px=0.01；肘关节Py=0.048，Pz=0.007)，200 g(肘关节Py=0.033，Pz=0.005；腕关节Py=0.035)，500 g(肘关节Py=0.027，Pz=0.006)比较差异有显著性意义(P <0.05)。同侧上肢持不同重物之间运动角度和角速度差异无显著性意义(P >0.05)。结果表明利手和非利手负重物进行饮水动作时在运动角度和角速度之间存在差异性，利手肘关节X轴运动角度大，非利手肘关节Z轴上角度大；角速度非利手在Y轴和Z轴变化大；持重物大小对双侧上肢运动无影响。
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基于 MEMS 传感器的可穿戴式老年人跌倒监测系统的设计
为了缩短老年人跌倒后的救助时间和提高安全保障，我们设计了一种基于加速度和角速度传感器的跌倒监测装置。该装置结合机械微电子系统（ microelectro mechanical system，MEMS）传感器、数字信号处理及无线传输技术应用于智能手机上。为区分人体跌倒事件和日常行为，结合人体三轴加速度和角速度联合对跌倒事件进行判断，通过大量实验选取合适阈值。针对老年人的生活特点，数据通过蓝牙装置发送至手机上进行处理，通过手机语音报警、手机GPS定位系统和短信通知医院和用户监护人，使得老年人跌倒后能够在第一时间获得救治，减小伤害。经过大量的实验测试结果统计，相比较于传统的三轴加速度判断跌倒事件，结合三轴加速度和加速度联合判断使该系统的准确率从84．29％提高至100％。结果表明：基于MEMS传感器的可穿戴式跌倒监测系统具有便捷、准确、功耗低的特点，能够准确监测出跌倒事件并进行报警。
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单温筛查试验适用标准的研究
经典的双侧冷热双温试验是评估平衡障碍或头晕患者前庭功能的重要方法之一,要求对患者每侧耳分别给予温热刺激和冷刺激各一次,共四次温度刺激,同时记录刺激后诱发的眼震,以慢相角速度(slow-phase velocity,SPV)衡量该耳对刺激的敏感度.常用两个指标分析测试结果:一是半规管麻痹(canal paresis,CP),即左右耳对刺激的反应强度比较;二是优势偏向(directional preponderance,DP),即左右向眼震强度的比较.
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基于角速度的人体呼吸信号研究
利用惯性传感器的角速度信息研究一种方便且低成本的呼吸信号采集方法,并使用呼吸二氧化碳浓度采集装置搭建同步采集信号的验证平台.采用中值滤波的方法从原始信号中提取出呼吸波形,并通过交点检测技术提取出呼吸频率和呼吸相位参数.所获取的呼吸角速度波形与呼吸二氧化碳浓度波形进行对比分析,验证参数的有效性.测试结果表明,本方法可以较准确地检测呼吸波形并提取呼吸参数,为呼吸监测提供了一种有效的方法.
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脊髓旋磁场作用时间与角速度对痛阈影响的实验研究
目的 观察旋转恒磁场不同作用时间及不同角速度对大鼠甩尾痛阈及机械缩足痛闲(MWT)的影响.方法 实验一:将48只雌性SD大鼠按照随机数字表法分为8组,根据测试时间点的不同分别定为处理前组(对照组),处理后10、20、30、60min组和处理60min停后10、20、30min组,每组6只.以恒定转速(7300 r/min)旋转磁场处理大鼠腰椎,于相应时间点分别测定大鼠甩尾反射潜伏期(TFL)及MWT,并对结果进行统计学分析.实验二:将40只雌性大鼠按照随机数字表法分为4组,每组10只.分别测定6300 r/min、6800 r/min、7300 r/min、7800 r/min不同角速度的旋转磁场处理大鼠30 min后的TFL及MWT,对结果进行统计学分析.结果 实验一:与对照组相比,大鼠经旋转磁场处理后10、20、30、60min后TFL均有明显提高,差异均有统计学意义(P<0.05);停止转动后TFL开始缩短.停后10、20 min与对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05).大鼠MWT则于处理后30、60 min及停后10 min较对照组有明显提高,差异均有统计学意义(P<0.05).停后30min恢复至处理前水平.实验二:TFL随着转速的提高而延长,6300 r/min组、6800 r/min组与7300r/min组、7800 r/min组比较,差异均有统计学意义(P<0.05).7800 r/min组与6300 r/min组MWT比较筹异有统计学意义(P<0.05).结论 旋转磁场处理一定时间后可提升大鼠痛阈,停止处理后阈值的升高有短暂的后效应.在一定范围内痛阈随转速的升高而升高.旋磁镇痛可能成为无创镇痛的新方法.
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不同角速度膝关节骨性关节炎患者膝屈伸肌群等速肌力研究
目的 观察不同角速度膝关节骨性关节炎患者膝屈伸肌群等速肌力变化, 为膝关节周围肌群进行精准康复训练提供依据.方法 采用随机分组方法将符合纳入标准的观察者30例分别纳入对照组及观察组,每组15例,选用IsoMed2000等速肌力测试训练系统,在30°/s、90°/s、180°/s角速度下以大力量行膝关节屈伸运动,观察对比两组受试者在不同角速度情况下峰力矩(PT)及其总功(TW) 数据指标.结果 观察组两侧膝关节的屈伸肌群PT、TW在不同角速度下对比差异有统计学意义(P<0.05).对照组两侧膝关节的屈伸肌群PT、TW在不同角速度下对比差异无统计学意义(P>0.05).观察组右膝关节(患侧)屈伸肌群PT、TW在不同角速度下与对照组同侧膝关节相比差异有统计学意义(P<0.05).观察组左膝关节屈伸肌群PT、TW在不同角速度下与对照组同侧膝关节相比差异无统计学意义(P>0.05).观察组右膝关节(患侧)屈伸肌群PT在30°/s与90°/s、180°/s下两两对比差异有统计学意义(P<0.05).观察组右膝关节(患侧)屈伸肌群PT在90°/s与180°/s下对比差异无统计学意义(P>0.05).结论 慢速等速肌力测试更能客观精准地检测出徒手肌力测试所不能分辨的肌力变化指标,利用等速肌力慢速测试对膝关节骨性关节炎患者膝关节运动相关肌群进行动态肌力测试是一项可行的方法,有助于膝关节肌肉运动能力康复计划的制订.
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在摄影眼震图中诱发视动性眼震刺激角速度的选择
目的在摄影眼震图(VOG)中选择合适的视动性眼震刺激条纹角速度.方法分别用6种不同的刺激条纹角速度对40名前庭功能正常的健康志愿者进行了视动性眼震检查.结果当刺激条纹速度为20°/s时,用VOG和传统眼震图(ENG)所得到的gain值分别为0.98和0.82,随着刺激条纹速度的增加,gain值下降,当刺激条纹速度超过50°/s时,gain值明显下降.结论在由德国SensoMotoric公司生产的摄影眼震图中,视动性眼震检查的佳角度速度分别为20、35、50°/s.
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时间的科学本质
时间是中国古人3000年前，研究计算月球、地球自转公转运动规律的法则与应用科学。
