人体运动信息分析与平衡功能评价方法研究

发布时间:2018-06-10 07:36

  本文选题:功能评价 + 动态平衡 ; 参考:《杭州电子科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:人体行走是运动意图与运动状态的综合体现,其主要特征在于维持其动态平衡。影响人体平衡因素主要包括视觉、本体感觉及前庭系统。如何有效地对平衡功能进行评价是目前运动科学和康复工程亟待解决的问题。因此,选择合适的运动信息,结合人体运动特点和生物医学评价方法,对人体平衡维持能力做出客观评价具有现实意义。本文主要研究工作如下:首先,在分析人体加速度信息中所含噪声种类及特点的基础上,选择小波模极大值算法对信号进行预处理,在保留人体姿态信息的同时,降低信噪比,完成加速度信号的预处理。其次,针对人体静平衡特点,采用基于多尺度熵的数据分类处理方法,实现不同站立状态的分类,分析视觉与本体感觉对静平衡能力的影响。结果表明,随着尺度的增加,多尺度熵值曲线趋于平稳,具有明显的区分度,能较好的进行分类识别。然后,针对躯干运动信息特点,引入自相关函数算法分析加速度信号的自相关性,计算步态对称性和规律性指标。采用方差分析法分析视觉、本体感觉及步速对动态平衡的影响。结果表明,视觉、本体感觉和步速均对动态平衡产生一定的影响。其中,视觉的影响作用较大。最后,针对足部动态信息特征,采用回归曲线计算加速度信号的趋势对称性指标,实现双侧步态周期的偏差分析。结果表明,本体、视觉、步速存在交互影响,其中步速对双侧步态曲线趋势对称性的影响要高于本体感觉与视觉。本文从人体运动信息分析和运动功能评价两个方面展开研究。在运动信息分析中,采用定量的方法提取运动特征,计算平衡指标;在平衡功能评价中,结合医学评价方法,通过分析计算定量的平衡指标,从而提高人体平衡功能评价的准确性。上述工作在运动科学、康复医学以及人机交互系统等领域具有重要的应用价值。
[Abstract]:Human walking is the comprehensive embodiment of motion intention and state, and its main characteristic is to maintain its dynamic balance. The main factors affecting human balance include vision, proprioception and vestibular system. How to evaluate balance function effectively is an urgent problem in sports science and rehabilitation engineering. Therefore, it is of practical significance to choose the appropriate movement information, combined with the characteristics of human motion and biomedical evaluation methods, to make an objective evaluation of human balance maintenance ability. The main work of this paper is as follows: firstly, on the basis of analyzing the types and characteristics of the noise in the acceleration information of human body, the wavelet modulus maximum algorithm is selected to preprocess the signal to reduce the signal-to-noise ratio (SNR) while preserving the attitude information of the human body. The acceleration signal is preprocessed. Secondly, according to the characteristics of static balance of human body, the classification method based on multi-scale entropy is used to classify different standing states, and the influence of vision and ontology sensation on static balance ability is analyzed. The results show that with the increase of scale, the multi-scale entropy curve tends to be stable, has obvious differentiation, and can be well classified and recognized. Then, according to the characteristics of torso motion information, the autocorrelation function algorithm is introduced to analyze the autocorrelation of acceleration signal, and the gait symmetry and regularity index are calculated. The effects of vision, proprioceptive sensation and walking speed on dynamic balance were analyzed by variance analysis. The results show that vision, proprioceptive sensation and walking speed have some effects on the dynamic balance. Among them, the influence of vision is great. Finally, according to the characteristics of foot dynamic information, the trend symmetry index of acceleration signal is calculated by regression curve, and the deviation analysis of bilateral gait period is realized. The results show that there is interaction among body, vision and speed, and the effect of walking speed on the trend symmetry of bilateral gait curve is higher than that of proprioceptive and visual. This paper focuses on the analysis of human motion information and the evaluation of motor function. In the analysis of motion information, a quantitative method is used to extract the motion characteristics and calculate the balance index, and in the evaluation of balance function, the quantitative balance index is calculated through the analysis and calculation of the medical evaluation method. In order to improve the accuracy of human balance function evaluation. The above work has important application value in sports science, rehabilitation medicine and human-computer interaction system.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R318

【参考文献】

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本文编号:2002463

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