在临床实践中,使用脚部装载的IMU测量高度精确的脚位和角度轨迹
Andreas J Jocham1, Daniel Laidig2, Bernhard Guggenberger3
1Institute of Physiotherapy, FH JOANNEUM University of Applied Sciences, Graz, Austria.
Gait & posture
|November 21, 2023
概括
这项研究验证了基于惯性测量单位 (IMU) 的步态分析方法,显示了足部运动的高精度. 该系统是用户友好的,适合临床实践,即使有病态的步态.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 医疗技术 医疗技术 医学技术
- 可穿戴式传感器 穿戴式传感器
背景情况:
- 惯性测量单位 (IMU) 在实验室外提供有前途的步态分析.
- 挑战包括精确的传感器安装,磁场要求和有限的病态步行适用性.
- 以前的研究往往缺乏跨步态周期和平面的全面验证.
研究的目的:
- 为了研究脚部安装的IMU的测量精度,进行全面的步态分析.
- 评估所有平面和整个步态周期的足位和角度轨迹的获取.
主要方法:
- 使用脚部安装的IMU进行步态分析.
- 将IMU衍生数据与光学运动捕捉系统进行比较.
- 评估的准确性,足部运动在斜面,正面和横面的平面.
主要成果:
- 实现了较低的根平均平方误差 (RMSE):0.67° (斜率),0.63° (滚动),1.17° ().
- 位置精度显示RMSE为0.51厘米 (垂直) 和0.34厘米 (横向).
- IMU测量误差明显小于鞋子引起的偏差.
结论:
- 基于IMU的步态分析方法证明了足够准确的临床使用.
- 该系统易于使用,不需要精确的安装或校准.
- 它对正常和病态步行表现同样好,为光学运动捕捉提供了一个实验室独立的替代方案.
