首页 > 文献资料
-
三维运动分析系统在平衡功能检测中的应用
平衡功能是人体维持正常体位及完成各项日常生活活动(activity of daily living,ADL)的基本保证.控制平衡需要有完善的中枢神经系统和运动系统,包括视觉调节系统、前庭系统、本体感觉系统、手和脚的精细触觉、大脑平衡反射调节功能、小脑共济协调系统、神经系统不同水平的整合作用,以及能够适应外界环境变化的肌张力、肌力、耐力和关节灵活性等,所以人体不同层面的损伤都能引起平衡功能障碍.临床上还没有哪个评估工具能评定影响平衡功能的所有方面.
-
三维运动分析系统在平衡功能评定中的应用与展望
三维运动分析系统是一种新型评估手段,是目前国际上先进的生物力学研究和评估体系之一,由运动捕捉系统、应力测试系统和表面肌电系统三个部分组成,可以运用各种测试手段对人体不同状态中的各种参数进行适时采集和处理,实现对人体运动功能的定量分析和三维动作重建.它可以立体、动态、即时的监测和采集运动中多关节活动角度变化、活动周期曲线和参数变化、三维应力变化,同时动态监测运动中多组肌群的体表肌电变化.利用该系统可将人体运动信息储存、再现和进行数据分析.该系统一直以来主要用于下肢步态分析,美国亚利桑那州立大学的生物力学研究中心、台湾中央大学的生物力学实验室、国内体育、医疗系统在这方面做了大量的研究,通过国际上通用的步态分析模型(Helen Hay模型)分析,获得的相关步态指标(步频、步速、步长、下肢支撑、摆动相时间、下肢三维应力等),为康复和临床医疗提供有价值的信息.近年来,国外有学者将该分析系统用于对运动员进行身体节段法精细平衡功能评测引起了研究者的关注.根据以往的经验,人体平衡功能的测定主要是借助目测法、量表法完成.专用平衡功能监测仪器的诞生,使平衡功能评定可以量化,更加客观地反映人体平衡功能状态,但受仪器平面单一压力传感器的影响,难以立体、全面、分节段、实时地反映人体在功能活动中的平衡功能状态.
-
何为膝关节运动自由度和限度?
一、膝关节运动的自由度 膝关节并不属于标准意义上的单纯的曲戍和滑动关节,它兼有上述两种关节的特性,因此,膝关节的运动是三维空间的运动.初期认为膝关节运动为一简单的绞链运动是不确切的,它既有铰链的滚动和滑动又有旋转.胫骨与股骨构成了三维空间的两个运动着的物体,其相对的运动具有6个参数或6个自由度(Degrees of freedom).如果采用传统XYZ正交坐标轴系统来表示膝关节的运动,可见组成膝关节的胫、股骨相对的位置移动与旋转-即运动均是沿这三个坐标轴进行的,具有六个运动自由度:即三个平移自由度和三个旋转自由度.三个平移自由度对应于:a前后抽屉运动(5～10 mm);b内外平移运动(1～2 mm);c压缩与分离运动(2～5 mm) ;三个旋转自由度对应于:a膝关节的伸屈;b内外旋转;c内外翻旋转,见图1.正常伸屈范围个体差异较大 ,从0°～15°过伸至屈曲130°～150°不等,而内外旋从完全伸膝时近乎于0°至屈膝的内旋20°～30°,这与不同曲度下膝关节囊及韧带不同的紧张程度有关.总之,所有的膝关节的运动均在这六个参数之内,参数的大小表示着三维运动的距离.为使膝关节处于动态和静态稳定,膝关节必须阻抗来自于各个轴线的力与围绕它们的扭矩.由于膝关节的内外移动及压缩与分离主要由骨性解剖抗御,因而讨论膝关节韧带功能则集中在三个旋转自由度和前后平移自由度上.
-
前路经寰枢关节螺钉内固定三维稳定性的实验研究
目的:评价前路经寰枢关节螺钉内固定术治疗寰枢椎不稳定的三维稳定性.方法:8具新鲜颈椎标本,对每一标本分别测定正常状态、齿状突Ⅱ型骨折、前路经寰枢关节螺钉内固定术、后路Magerl螺钉内固定术4种状态下的三维运动范围.结果:前路经寰枢关节螺钉内固定术与后路Magerl螺钉内固定术均能明显减少寰枢关节各方向运动范围,经统计学检验两种固定方法无显著性差异(P＞0.05).结论:前路经寰枢关节螺钉内固定术的三维稳定性与后路Magerl螺钉内固定术相当,为寰枢椎不稳定患者的治疗提供了另一种选择.
-
人工寰齿关节置换术对寰枢关节三维运动的影响
目的:评价人工寰齿关节置换术对寰枢关节稳定性和运动功能的影响.方法:12具新鲜尸体枕颈部标本,采用脊柱三维运动立体测量系统分别对其完整状态、齿状突切除术后和人工寰齿关节置换术后进行三维运动范围、中性区和弹性区等指标的测试.结果:人工寰齿关节置换术后,屈伸、侧屈和旋转运动的中性区以及屈伸和侧屈运动范围较齿状突切除术后明显减小,各运动范围和中性区接近正常状态.结论:在术后即刻,人工寰齿关节置换术基本能达到既稳定寰枢关节又保留其运动功能的双重目的.但是,对人工寰齿关节置换术后寰枢关节的详细运动形式是否完全符合生理要求尚不能定论.
-
颈椎三维运动状态下颈脊髓所受压力与脊髓腹侧致压深度的关系
目的：探讨颈椎三维运动状态下颈脊髓所受压力与脊髓腹侧致压深度的关系。方法：采用10具新鲜成人尸体颈脊柱标本（C1~T1），于C4/5椎间隙水平前后开窗，通过腹侧置入半球形致压杆，模拟颈椎间盘退变时对颈脊髓腹侧致压。致压深度分别为椎管矢状径的10％～60％，逐次递增10％，分别测量三维运动状态下不同致压深度颈脊髓腹背侧所受压力。结果：（1）中立位、后伸30°位、侧弯30°位、旋转15°位时致压深度10%和20%颈脊髓腹侧压力差异无统计学意义（P＞0.05），致压深度30%时颈脊髓腹侧压力明显增加，30%~60%时颈脊髓腹侧压力随致压深度的增加而增大，相邻致压深度两两比较差异有统计学意义（P＜0.05）。前屈30°时，致压深度20%时颈脊髓腹侧压力即明显增加，20%~60%时颈脊髓腹侧压力随致压深度的增加而增大，各相邻致压深度两两比较差异有统计学意义（P＜0.05）。（2）中立位及各运动形式下硬脊膜背侧所受压力随致压深度的增加无明显增加，各相邻致压深度间两两比较差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：颈脊髓腹侧所受压力与致压深度密切相关，并随着运动方式不同而改变，提示脊髓腹侧致压时颈椎前屈位脊髓损伤风险增大。
-
关注颈椎损伤外科治疗后颈部运动功能的康复
颈椎是脊椎动物进化到爬行动物阶段,因适应陆上生活需要而分化出现的.人类直立活动后要求颈椎有良好的活动性及稳定性,以完成支撑头颅、保护神经及颈部运动的功能.颈部三维运动是保障位于人体头部的重要特殊感觉器官(视、听、嗅等)充分发挥其功能的基础,对维持人的生活自理能力及社会参与能力有重要影响,对合并颈髓损伤的四肢瘫患者的全面康复更有重要意义.
-
距下关节三维运动测量方法学比较
目的: 探讨测量距下关节三维运动的简便、有效方法,为临床研究距下关节的运动及其损伤提供新的思路.方法: 选用青壮年新鲜小腿-足标本8个,以机械方法测量跟骨在笛卡尔坐标系内的三维位移,通过矩阵转换和函数方程,利用位移计算距下关节的三维运动角度.此外,在后足运动的极限位置对标本行螺旋CT扫描,三维重建,分析距下关节各平面活动范围.比较两种测量结果.结果: 两种方法测量距下关节水平面、冠状面运动,结果无显著性差异.结论: 机械测量较简便、经济,且精度较高;而影像学测量存在较大的观察误差,但作为一种无创的检查方法,有必要进行深入的研究.
-
一指禅推法生物力学模型设计及其运动学特性研究
1推拿手法的基本研究方法
自上个世纪80年代以来，国内学者利用推拿手法测力分析仪、三维测力平台[1]、压力传感器检测系统、三维运动分析系统等多种技术方法，研究推拿手法的生物力学特征，并取得了较好的研究成果。 -
Giotto平板全数字化乳腺机的常见故障维修
我院数字化平板式乳腺机结构比较简单,采用数字平板直接成像,使用方便.从二维运动到三维运动,实现了倾斜投照,倾斜位投照使患者的体位更加轻松自然,减轻压迫时的疼痛感,实现了人性化的设计.
-
基于LabVIEW的脊柱三维运动试验机控制系统的研制
目的:研制一套脊柱三维运动试验机的控制系统.方法:基于LabVIEW可视化开发平台,阿尔泰的数据采集卡、驱动卡、力矩传感器及力川伺服机,采用脉冲计时法.结果:研制了一套脊柱三维运动控制系统,并能实现时间-角度,时间-力矩,角度-力矩图视效果,达到预期的目的.结论:该装置可应用于骨椎的稳定性分析、骨体植入物稳定性分析等实验.
-
不同心脏激动顺序下心肌力学与血流动力学状态及超声研究进展
随着心脏功能研究的不断深入,心脏不同激动顺序下心肌力学及血流动力学状态改变越来越受到临床心脏病学家的重视.现有的各种心脏起搏模式常常引起心脏激动顺序紊乱,导致异常的心肌力学及血流动力学效应.如何精确评价不同激动顺序下的血流动力学和心肌力学改变及其关联关系,为选择更为生理性的心脏起搏方式提供依据,已成为目前研究的热点.磁共振成像(MRI)虽然可精确和重复地分析室壁三维运动和功能,但价格昂贵、耗时过长及帧频较低限制其在临床工作中的应用.迅速发展的超声心动图为进行心脏心肌力学及血流动力学评价提供了新的技术手段.
-
下颌运动轨迹研究方法及应用
下颌运动是由(牙合)、咀嚼肌及颞下颌关节共同参与进行的一种复杂三维运动,对于我们行使并认识咀嚼、吞咽及语言等功能具有十分重要的意义,因此,近年来对下颌运动的研究已成为各国学者们研究的热点.本文拟对下颌运动轨迹研究技术的发展及其在口腔医学中的应用作一回顾.
-
三维稳定模式在搬运颈部损伤病人中的应用与观察
人体颈部的解剖结构复杂,活动灵活,其运动方式可归结为空间的前屈、后伸、左右侧曲及左右旋转6个自由度的三维运动.因此,对于颈部损伤的病人,搬运时不仅应安全、有效制动颈部,使颈部得到三维的有效固定[1],维持有效的呼吸,减少脊髓的压迫或刺激,维持脊髓充分的血液灌注,避免损伤的加重,更应杜绝因扭动颈部导致的呼吸骤停[2].中医理论认为[3],颈部损伤指颈部遭受暴力,骨折脱位,伤及气血,致气滞血瘀,经筋不利,故颈项酸痛,而手太阳小肠经行于项背,痛可及肩背,故搬运中应实施舒适护理,以缓解颈肩背部肌肉的紧张状态,达到疏利经筋、痛症减轻的功效.
-
可生物降解聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器的体内生物力学
背景：为增加腰椎后路横突间植骨融合率，进一步减少并发症，李开南等用聚乳酸-乙醇酸共聚物材料制成了可吸收横突间融合器(中华人民共和国知识产权局专利号：200810148018.0)。
目的：研究聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器在动物体内的生物力学变化情况。
方法：采用电脑将96只波尔山羊随机分均为实验组和对照组，咬除L4横突下缘和L5横突上缘的皮质骨，实验组在羊右侧L4、5横突间隙置入填有自体髂骨的聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器；对照组在相应位置植入同融合器大小相当的自体髂骨块，分别于术后1，3，6，9，12，18个月取整个腰椎制成标本，用脊柱三维运动测量系统测算各组标本L4、L5节段前屈、后伸、侧屈、旋转的运动范围。
结果与结论：两组前屈、后伸、侧屈、旋转运动分别于术后1，3，6，9，12，18个月依次减少；实验组术后3，9，12个月前屈运动范围小于对照组(P <0.05)，术后1，3，9，12个月后伸、旋转、右侧弯运动范围小于对照组(P<0.05)，术后9，12个月左侧弯运动范围小于对照组(P <0.05)。说明可生物降解聚乳酸-乙醇酸共聚物腰椎横突间融合器置入山羊体内后，在早期能够提供初始力学稳定，中期可以避免应力遮挡，同时可以为骨形成提供支架作用，有利于骨的爬行替代，生物力学性能优于自体髂骨植骨。 -
腰椎生物代偿性变化生物力学机理的实验研究
目的通过对青老年组腰椎三维运动范围的比较研究,探讨腰椎生物代偿性变化的生物力学机理及其与老年人腰椎稳定性的关系.方法选取15具新鲜成人男性尸体分为两组:青年组(20～30岁)7例,老年组(60～70岁)8例.切取腰椎(L1-S1),用加载系统和计算机三维空间力学系统测量L1-S1各节段的三维运动范围.结果老年组腰椎三维运动范围较青年组有减少趋势,在前屈时NZ有显著性差异.结论老年人腰椎未因腰椎退变而失稳,稳定性反而加强,原因是腰椎退变刺激腰椎产生生物代偿性变化而重塑稳定.
-
镫骨固有三维运动模式的有限元分析
目的:探讨镫骨的固有振动模式,以研究镫骨在能量传输过程中的有效运动方式.方法:通过人体左侧颞骨标本连续切片,获取镫骨及相关结构的图像数据,采用SURFDRIVER-GEOMAGIC-HYPERMESH-ANSYS联合建模求解技术,进行几何建模、材料模型选取、网格剖分、边界条件定义、Block Lanczos法模态分析求解.结果:模态频率结果显示,前20阶模态频率基本呈非线性单调递增趋势,前6阶频率值平缓,第7阶以后频率值陡增.前6阶模态振型可见镫骨有活塞运动、摆动、平移、转动等运动模式,各阶次5个节点(上、下、前、后、中)均伴有镫骨底板活塞运动,且第3阶5个节点镫骨底板活塞运动方向一致、幅度达大值.结论:镫骨底板活塞运动伴随前6阶各频段,该形式是推动声波传递有效的模式和镫骨的固有振动模式.
-
脊柱三维运动测试实验装置的研制
目的 研制一套模拟人体脊柱在体运动的离体加载装置,进行脊柱生物力学实验研究.方法 利用轴承原理,在加载盘上设计安装旋转锁定装置,加载时旋转于所需测试位置后用螺栓锁定状态,再通过万能材料试验机提供自动加载动力源,在脊柱标本上施加前屈/后伸、左/右侧弯和左/右轴向旋转6个方向的纯力矩,模拟脊柱的在体运动,并用三维扫描仪对脊柱标本加载前后位置进行扫描测量.利用该加载装置对6具l岁龄猪颈椎( C2-C6)在6种加载状态下进行运动范围测量,并对该加载装置进行精度验证和误差分析.结果 建立了一套人体脊柱三维运动实验装置,6具猪颈椎标本经加载测量得到6个方向的中性区和活动范围数据,总测量误差值小于3.5％.结论 该装置巧妙的设计较好地模拟了脊柱在体运动,可实现人体脊柱的快速加载,费用低、方法简单实用,能大大提高实验的效率,在脊柱的离体加载方面具有较大的推广应用价值.
-
离体脊柱生物力学测试的加载方法研究进展
离体脊柱标本三维运动载荷-位移特性的描述是脊柱生物力学研究的基础,如何准确地模拟在体脊柱的载荷与运动情况是脊柱生物力学研究的难点.国内外学者从测试理论与测试工具上都进行了大量的研究.目前脊柱三维运动测试按照控制方法主要分为载荷控制、位移控制和混合控制.基于不同的控制方法,测试工具也在不断的发展与完善之中.总结目前国内外研制的脊柱离体加载装置的工作原理,并分析其主要优缺点,为离体脊柱生物力学加载装置研究提供参考.
-
人体脊柱三维运动测量及力学加载进展
精确地对人体脊柱三维运动的定量特性描述,可以帮助理解脊柱疾病的病理,掌握脊柱损伤的程度,从而进行合理的治疗和功能的替换,还可以正确评估脊柱损伤和外科手术对脊柱运动的影响.本文从人体脊柱运动测量指标、实验加载参数和方式3个方面阐述了人体脊柱离体运动测量实验研究的成果,分析了脊柱三维运动测量试验中的主要成果及不足,提出了研究方向,为未来脊柱运动测量研究提供一定的参考和帮助.
