通过IMU和双平面X射线的融合进行传感器到骨校准
Xavier Gasparutto1, Kevin Rose-Dulcina1, Gautier Grouvel1
1Kinesiology Laboratory, Geneva University Hospitals and University of Geneva, 1205 Geneva, Switzerland.
Sensors (Basel, Switzerland)
|January 23, 2024
概括
这项研究引入了使用双平面X射线对惯性测量单元 (IMU) 的新型传感器到骨校准. 这种方法提高了运动障碍患者人体动力学测量的准确性.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 医疗成像医学成像
- 康复工程 康复工程 康复工程
背景情况:
- 准确的人类运动学测量对于评估运动器官功能至关重要.
- 对于惯性测量单位 (IMU) 的传统传感器对细分校准方法在病理群体中存在局限性,原因是关节疼痛,硬度和骨变形.
- 现有的方法通常依赖于关于关节和细分对齐的假设,这些假设在这些种群中经常被违反.
研究的目的:
- 为IMU开发和验证一种新的传感器到骨校准技术.
- 为了提高运动功能病理的个体的动力学测量的准确性.
- 在临床群体中克服传统校准方法的局限性.
主要方法:
- 使用双平面X射线和融合盒开发了一种传感器到骨校准,以测量IMU相对于底层骨的方向.
- 八名接受关节整形术的患者参与了这项研究,他们接受了双平面X射线,使用融合盒和皮肤标记,然后进行IMU和基于标记的步态分析.
- 对骨盆,大腿和部动力学进行传感器对细分和传感器对骨校准的有效性进行了比较.
主要成果:
- 双平面X射线和IMU的融合证明是可行的,用于测量解剖轴方向.
- 传感器到骨校准显示,与传统的传感器到细分校准相比,对于骨盆倾斜的有效性更高.
- 两种校准方法之间的其他自由度也观察到类似的有效性.
结论:
- 拟议的传感器到骨校准方法是可行的,并提高了病理群体的动力学测量精度.
- 这种新的方法消除了关于关节和细分方向的传统假设,这些假设在患者中经常被侵犯.
- 该技术为评估复杂的肌肉骨疾病患者的人类运动学提供了更强大的解决方案.
