估计外部膝关节吸附时刻使用惯性测量单元传感器在腿部和下背部:一个试点研究研究

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 整形外科 整形外科 整形外科
• 运动医学 运动医学

背景情况:

• 外部膝盖加伸时刻 (KAM) 量化了步行期间的中间骨负荷.
• 传统的KAM评估依赖于复杂的三维运动分析 (3DMA) 系统.
• 开发更简单的KAM估计方法对于临床可访问性至关重要.

研究的目的:

• 评估和验证基于IMU的KAM (IMU-KAM) 和基于3DMA的KAM (3DMA-KAM) 之间的波形相似性.
• 在不同的步数条件下 (115,100和85步/分钟) 评估IMU-KAM的准确性.
• 确定使用IMU用于简化膝关节生物力学评估的可行性.

主要方法:

• 三名健康的成年男性以三种不同的步伐步行超过10米.
• 用3DMA,强力板和IMU放置在腿部和下背部收集了步态数据.
• 在早期和晚期单肢支持 (SLS) 阶段,使用多重相关系数 (CMC) 将IMU-KAM和3DMA-KAM之间的KAM波形进行比较.

主要成果:

• 在早期SLS阶段,IMU-KAM和3DMA-KAM之间的高波形相似性 (CMC:0.66-0.99) 在115和100步/分钟的早期SLS阶段被观察到.
• 在所有测试条件中,在晚期SLS阶段没有发现显著的相似性.
• 在超过100步/分钟的步行速度下,IMU可以实现KAM波形的准确估计.

结论:

• 基于IMU的KAM估计在步行速度更快 (≥100步/分钟) 的早期SLS阶段是可靠的.
• 这种使用IMU的简化方法显示出可访问的膝关节关节生物力学评估的希望.
• 这些发现为基于IMU的步态分析的未来临床应用提供了基础数据.