使用单脚上的惯性传感器和个性化的脚几何扫描来估计最小的脚距
Katherine Heidi Fehr1, Jennifer Nicole Bartloff2, Yisen Wang2
1Mechanical Engineering Department, University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA. kfehr@wisc.edu.
Scientific reports
|June 13, 2024
概括
这项研究引入了一种新的方法来测量全脚的最低足距 (mFC),使用脚上安装的传感器. 这种方法可以更准确地评估步态,以减少移动性问题患者的跌倒风险.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 步态分析 步态分析
- 辅助技术 辅助技术 辅助技术
背景情况:
- 精确测量最低足距 (mFC) 对于理解和预防倒事故至关重要,特别是在行走障碍的人群中.
- 之前的方法通常集中在单个脚点上,可能会高估mFC,而不反映整个脚的清除动态.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的方法,用于重建在步行的摇摆阶段,鞋子上的多个点的3D轨迹.
- 用单脚安装的惯性传感器和个性化鞋形几何来估计全脚mFC的瞬间高度和位置.
- 为了使走路和足部清除的实验室外和临床评估.
主要方法:
- 使用单脚安装的惯性传感器和个性化的鞋子几何扫描.
- 为任意数量的鞋点重建了摇摆阶段的脚轨迹.
- 假定一个刚体惯性测量单元 (IMU) 鞋系统用于数据分析.
主要成果:
- 针对动作捕捉的验证单一标记位置,高度误差最小 (偏差<0.05毫米,CI: -8.18至+8.09毫米).
- 证明了该方法在无干预,功能电刺激和脚脚形为脚下降等条件下区分步态模式的能力.
- 基于新的空隙测量技术,在步行干预中显示出明显的差异.
结论:
- 拟议的方法提供了客观的3D脚动力学,提供了对步态的全面理解.
- 它允许精确识别具有最低清除距离的脚部区域,有助于评估干预.
- 与当前的临床实践相比,这种技术可以为干预和辅助设备提供更明智的建议.


