發(fā)布時間：2020-11-13 00:30

　　 研究背景:膝關(guān)節(jié)功能評估在臨床診斷和治療中發(fā)揮非常重要的作用。然而,現(xiàn)有的臨床評估手段仍無法滿足醫(yī)生及患者對膝關(guān)節(jié)動態(tài)功能客觀量化的需求。光學(xué)運動捕捉技術(shù)實現(xiàn)了關(guān)節(jié)功能的無創(chuàng)動態(tài)評估,但因場地要求大、設(shè)備成本高、測試時間長,以及對測試者技術(shù)要求高等缺點,目前仍主要用于實驗室研究層面,難以滿足國內(nèi)廣大關(guān)節(jié)傷病群體的臨床診療需求。因此,基于前期已對一款便攜式膝關(guān)節(jié)運動分析系統(tǒng)進行了硬件精度驗證基礎(chǔ)上,本文擬對該款便攜式膝關(guān)節(jié)運動分析系統(tǒng)進行不同測試者間以及同一測試者不同時間點間的可重復(fù)性研究,并對擬行手術(shù)的膝骨性關(guān)節(jié)炎患者進行手術(shù)前后療效評價的初步臨床應(yīng)用研究。該系統(tǒng)可便捷、客觀的獲得膝關(guān)節(jié)在步行動態(tài)過程中的六自由度運動學(xué)參數(shù),并通過本研究證實了該系統(tǒng)的可重復(fù)性,旨在為臨床上對膝骨性關(guān)節(jié)炎、運動損傷等膝關(guān)節(jié)疾病的診治和療效評價提供重要的方法支持和數(shù)據(jù)參考。研究方法:(1)由兩名有經(jīng)驗的測試者分別使用便攜式膝關(guān)節(jié)運動分析系統(tǒng)(Opti-knee?;Innomotion Inc,中國上海)對5名健康受試者雙側(cè)膝關(guān)節(jié)進行連續(xù)5天測試,共采集并分析200條膝關(guān)節(jié)步態(tài)數(shù)據(jù)。采用多重相關(guān)系數(shù)(CMC)比較不同因素(測試者和時間)步態(tài)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,其中CMC0.75表示高相關(guān)性,而CMC0.75表示中等或低相關(guān)性,采用獨立樣本t檢驗比較不同測試者步態(tài)數(shù)據(jù)的差異性,P0.05為顯著性差異。從而獲得該系統(tǒng)由不同測試者和不同時間數(shù)據(jù)采集的可重復(fù)性。(2)招募5名患單側(cè)重度膝骨性關(guān)節(jié)炎,并行全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)的患者。通過該系統(tǒng)采集患者雙側(cè)膝關(guān)節(jié)步態(tài)。采用配對樣本t檢驗對受試者手術(shù)前和術(shù)后六周雙側(cè)膝關(guān)節(jié)步態(tài)六自由度數(shù)據(jù)進行差異性檢測。研究結(jié)果:(1)5名健康受試者在不同時間點的膝關(guān)節(jié)六自由度步態(tài)數(shù)據(jù)CMC值均大于0.8,表明該系統(tǒng)在同一受試者不同天測試相關(guān)性良好。兩名測試者之間的六自由度步態(tài)數(shù)據(jù)CMC值均大于0.95,表明該系統(tǒng)在不同測試者間相關(guān)性良好。膝關(guān)節(jié)6自由度步態(tài)數(shù)據(jù)總體的CMC值均大于0.88,表明該系統(tǒng)的六自由度總體測試相關(guān)性良好。不同測試者之間配對t檢驗結(jié)果顯示無顯著性差異(P0.05)。(2)臨床應(yīng)用實驗中,比較患者手術(shù)側(cè)腿在手術(shù)前后的六自由度步態(tài)數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)手術(shù)側(cè)腿手術(shù)前后的六自由度均無顯著性差異,但術(shù)后的內(nèi)-外翻、內(nèi)-外旋及屈-伸的活動范圍相對術(shù)前均有增加。比較患者雙側(cè)腿三個旋轉(zhuǎn)自由度的步態(tài)數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)無論是手術(shù)前還是手術(shù)后,雙側(cè)腿之間的屈-伸均存在顯著性差異,內(nèi)-外翻、內(nèi)-外旋均無顯著性差異,非手術(shù)側(cè)三個旋轉(zhuǎn)自由度的活動范圍始終大于手術(shù)側(cè),雙側(cè)腿活動范圍均相對術(shù)前增大。比較患者雙側(cè)腿三個位移自由度的步態(tài)數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)前后位移在術(shù)前有顯著性差異,術(shù)后無顯著性差異;上下位移在術(shù)前無顯著性差異,術(shù)后有顯著性差異,內(nèi)外側(cè)位移在手術(shù)前后均無顯著性差異。研究結(jié)論:(1)本研究通過對便攜式膝關(guān)節(jié)運動分析系統(tǒng)進行了可重復(fù)性分析,發(fā)現(xiàn)便攜式膝關(guān)節(jié)運動分析系統(tǒng)在同一受試者不同天測試可重復(fù)性良好,在不同測試者操作下可重復(fù)性良好,六自由度總體可重復(fù)性良好,表明該便攜式膝關(guān)節(jié)運動分析系統(tǒng)具有良好的可重復(fù)性,適用于膝關(guān)節(jié)步態(tài)功能檢測。(2)本研究使用這種便攜式系統(tǒng),測量了膝骨性關(guān)節(jié)炎行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前及術(shù)后早期的膝關(guān)節(jié)步態(tài)六自由度數(shù)據(jù)。術(shù)后六周雙側(cè)膝關(guān)節(jié)六自由度活動范圍除前后及上下位移外,均較術(shù)前有所增長,更趨向正常人的活動范圍。表明患者在術(shù)后六周,三個旋轉(zhuǎn)角度和內(nèi)外側(cè)位移的活動范圍得到了提升。通過這個研究,證明本系統(tǒng)可快捷采集、精準呈現(xiàn)臨床膝骨關(guān)節(jié)炎患者的六自由度步態(tài)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)以更為客觀的數(shù)據(jù)形式來呈現(xiàn)臨床結(jié)果,為后續(xù)關(guān)節(jié)疾病患者的關(guān)節(jié)功能檢測,治療方案制定和個性化康復(fù)追蹤提供客觀、量化的工具。
【學(xué)位單位】：上海體育學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R873
【部分圖文】：

圖 2-1 足底壓力板結(jié)合運動捕捉示意圖基于運動學(xué)參數(shù)的測量分析系統(tǒng)涉及人的檢測、跟蹤和識別，在虛擬現(xiàn)監(jiān)控，醫(yī)療診斷等許多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用[13]。方法是利用攝像頭、設(shè)備來采集人體運動信息，主要包括關(guān)節(jié)運動角度、運動速度以及不同的相對運動等參數(shù)，常見有通過在人體不同部位貼大量反光標記獲得人維運動參數(shù)來計算步態(tài)的光學(xué)運動捕捉技術(shù)、利用位置傳感器計算關(guān)節(jié)

圖 2-2 運動捕捉技術(shù)分類些運動捕捉技術(shù)各有側(cè)重和優(yōu)缺點（表 2.3），被廣泛應(yīng)用于人體運。但在臨床應(yīng)用層面上，需要綜合考慮設(shè)備成本、檢測難度、運動和精準性等實際問題，如電磁式、機械式和慣性式運動捕捉技術(shù)存實、復(fù)雜的功能動作的特點；基于視頻的運動捕捉技術(shù)則尚不成熟

量的變化規(guī)律。用與系統(tǒng)相配套的運動捕捉軟件完成反光球的運動捕捉后利用生物力學(xué)建模軟件針對研究目的建模分析, 最后在多媒體整合軟件中包括圖表、三維圖像、視頻等信息的多媒體報告。多臺攝像頭意味著高昂的費用和大型的實驗場地，無論是且光敏小球的粘貼還是后續(xù)多個軟件配合下?lián)�處理都使得整個實驗過程比較繁瑣，需要浪費大量人工和時間，無法快速的對臨床上數(shù)量巨大的骨科患者進行及時評估。
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本文編號：2881460