基于骨盆加速的下肢关节角度和步行时刻估计中的错误:虚拟惯性测量单元的正面平面错位的影响
Takuma Inai1, Yoshiyuki Kobayashi2, Motoki Sudo3
1Health and Medical Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2217-14 Hayashi-cho, Takamatsu 761-0395, Kagawa, Japan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 29, 2024
概括
惯性测量单元 (IMU) 的正面平面 misalignment显著影响下肢关节角度和步行时的时刻估计. 适当的IMU对齐对于准确的骨科疾病评估至关重要.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 整形外科 整形外科 整形外科
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 精确的下肢关节角度和时刻估计对于监测骨科疾病进展至关重要.
- 惯性测量单元 (IMU) 用于连续步态分析,但传感器错位的影响尚未得到充分理解.
研究的目的:
- 调查前面平面惯性测量单元 (IMU) 错位对行走过程中下肢关节角度和时刻估计的准确性的影响.
主要方法:
- 主要成分分析和线性回归被用来开发一个估计模型.
- 分析了来自278名健康成年人行走的运动捕捉数据.
- 模拟了前面平面的虚拟IMU错位 (-20°至+20°),以评估估计错误.
主要成果:
- 越来越多的正面平面IMU错位导致骨盆和部角度的估计错误越来越大.
- 骨盆和部角度的错误在±20°不对齐的情况下显著放大,而与对齐条件相比.
- 前面平面的角度特别容易受到IMU错位的影响.
结论:
- 额面平面IMU的错位严重影响下肢关节角度和时刻估计的准确性.
- 仔细考虑IMU方向对于可靠的步态分析和骨科评估至关重要.
- 这凸显了在临床和研究环境中需要强大的传感器对齐协议的需要.
