在户外表面使用可穿戴传感器评估下肢行走动力学

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 人类运动科学科学 人类运动科学
• 可穿戴式传感器技术

背景情况:

• 在现实环境中进行步态分析是具有挑战性的,原因是运动跟踪的局限性.
• 惯性测量单元 (IMU) 系统为户外生物力学研究提供了可行的解决方案.
• 了解步态适应各种户外表面对于移动性和伤害预防至关重要.

研究的目的:

• 通过使用IMU在各种户外表面行走时调查下肢动力学适应.
• 为了确定与不同地形类型相关的特定关节角度差异.
• 为验证IMU技术在户外步态分析中的使用.

主要方法:

• 三十名健康的成年人穿着IMU在七个户外表面 (平面/平面,卵石,草地,上/下坡,楼梯上/下坡) 走路.
• 一个传感器融合算法计算了部和膝盖的曲-延伸角度,并将其正常化为步行周期.
• 统计参数映射 (1d-SPM) 将表面之间的连接角度进行比较.

主要成果:

• 与平面相比,在草地,斜坡和楼梯上观察到下肢关节角度的显著差异 (p ≤ 0.005).
• 在斜坡和楼梯条件之间发现了明显的步态适应 (p ≤ 0.004).
• 在平面/平面和卵石表面之间没有发现显著的动力学差异.

结论:

• IMU系统有效地检测了步态适应不同户外表面的情况.
• 表面变化显著影响下肢关节动力学.
• 这项技术促进了在受控实验室环境之外的真实世界生物机械研究.