基于視覺和本體感覺阻斷的人體靜態(tài)平衡能力的評估研究.pdf

1、人體平衡能力在日常行為活動中起著至關(guān)重要的作用，一旦人體平衡能力受損，將導(dǎo)致跌倒、運動控制障礙等生理疾病，因此人體平衡能力的評估研究對平衡功能障礙患者的病例分析和康復(fù)治療尤為重要。人體平衡的維持是中樞神經(jīng)綜合多方面的感覺信息進(jìn)行決策，然后通過肢體的各個關(guān)節(jié)、肌肉等對決策進(jìn)行實施的過程，其中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會對人體平衡能力產(chǎn)生一定的影響。
　　本文的實驗條件是基于測力板和姿態(tài)模塊相結(jié)合的人體靜態(tài)平衡檢測系統(tǒng)，對人體靜態(tài)平衡相關(guān)指標(biāo)

2、的提取方法和平衡能力的評估方法展開了較深入的研究，設(shè)計了基于海綿墊的本體感覺阻斷實驗，探討了視覺和本體感覺阻斷情況下人體靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的運動力學(xué)信息變化過程，以及不同特征信息與平衡能力的關(guān)系?，F(xiàn)將本文的主要研究工作成果及創(chuàng)新點歸納如下：
　　(1)相對于傳統(tǒng)基于足底壓力中心的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析研究，本文設(shè)計了對人體頭部運動參數(shù)、髖部運動參數(shù)、足底壓力中心與重心軌跡三個主要部位的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法，幾乎涵蓋了與人體平衡能力相關(guān)的重要

3、身體部位的信息采集，使平衡數(shù)據(jù)信息的采集更全面，也使評估結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠并更具說服力。
　　(2)本文應(yīng)用海綿墊置于靜態(tài)平衡儀剛性踏板上面對本體感覺實施阻斷，當(dāng)海綿墊達(dá)到一定厚度時可認(rèn)為消除來自足底和踝關(guān)節(jié)的本體感覺信息輸入，這種阻斷方法簡單有效實用。通過測力平板+海綿墊，可定量研究本體感覺阻斷和睜眼、閉眼視覺阻斷時不同感知狀態(tài)下姿勢穩(wěn)定性變化。
　　(3)本文綜合足底壓力中心坐標(biāo)的相關(guān)指標(biāo)和姿態(tài)模塊的輸出信號等運動力學(xué)參數(shù)

4、進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，運用主成分分析的方法對不同測試模式下人體的靜態(tài)平衡能力給出了一個綜合評價指標(biāo)，并對視覺和本體感覺阻斷時人體平衡相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了分析研究，得出相關(guān)指標(biāo)與人體靜態(tài)平衡能力的關(guān)系，以及本體感覺對靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的影響比視覺大等具有指導(dǎo)和參考價值的結(jié)論。
　　(4)針對傳統(tǒng)多元多尺度熵在處理大量輸入變量時，由于計算量大而容易發(fā)生內(nèi)存溢出的問題，本文在算法上對傳統(tǒng)多元多尺度熵進(jìn)行了改進(jìn)，并就傳統(tǒng)多元樣本熵與改進(jìn)的多元樣本熵分別對

5、人體平衡運動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)行特征提取，對比分析發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的多元多尺度熵不僅計算速度快、發(fā)生內(nèi)存溢出的可能性小，而且其特征提取效果更好。
　　(5)人體平衡系統(tǒng)是一個復(fù)雜的生物系統(tǒng)，人體平衡相關(guān)的數(shù)據(jù)信息（如足底壓力中心坐標(biāo)）往往具有多時間尺度和多空間尺度的特性，小波包變換具有多尺度和多分辨率特性，多元多尺度熵具有多空間尺度特性，因此本文將提取的小波熵特征與多元多尺度熵特征相結(jié)合，其中小波熵更多的表征原始各通道信號的自身特征信息，而