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找到 关键词 包含"运动学" 6条结果
  • 中央驱动式上肢康复机器人运动学建模与分析

    为在结构上减小机械臂的体积, 同时还减小电机噪音、辐射等不良因素对上肢功能障碍患者的影响, 本文提出了上肢康复机器人的中央驱动式传动结构。利用Denavit-Hartenberg (D-H)表示法对中央驱动式上肢康复机器人进行运动学建模, 得到了其正、逆运动学方程。使用SolidWorks三维建模软件进行三维建模, 并让其在预设康复轨迹下进行运动仿真实验, 得到了各关节的角度-时间曲线及机械臂手柄的位置-时间曲线。实验结果表明, 机械臂手柄能在设定的康复轨迹下运动, 验证了中央驱动式结构设计的合理性。同时, 由机械臂手柄位置信息通过逆运动学方程计算得到的各关节的角度-时间曲线与从实验中得到的曲线最大误差不到3°, 验证了所得运动学方程的有效性。

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  • 腰椎退变性滑脱在体运动学研究进展

    目的综述腰椎退变性滑脱在体运动学研究进展。 方法查阅国内外有关腰椎退变性滑脱患者在体运动学研究相关文献,从滑脱节段是否存在失稳、滑脱节段椎体运动模式、滑脱节段椎管形态的运动学改变和滑脱节段术中生物力学测量4个方面进行归纳总结。 结果腰椎退变性滑脱是否存在失稳仍有争议,其椎体间稳定性应根据滑脱退变所处的阶段和退变程度具体分析。滑脱节段棘突与小关节突的运动范围以及椎管径线、面积和容积均较正常人明显减小,为明确滑脱患者临床症状的发生提供依据。术中生物力学测定虽能准确了解滑脱节段运动学特点,但因其有创性和伦理性限制了临床应用。但既往相关研究大多局限于矢状面上的屈伸活动,即单平面的腰椎运动学观察,鲜有三维空间内的6个自由度(6-degree-of-freedom,6DOF)运动数据报道。 结论腰椎退变性滑脱患者滑脱节段的6DOF数据能准确而全面反映病变节段的三维运动学特点,有待进一步深入研究。

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  • 3D 打印截骨导板辅助人工全膝关节置换术早期疗效分析

    目的探讨 3D 打印截骨导板辅助人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)的早期疗效。方法2016 年 1 月—2017 年 6 月,收治 60 例膝骨关节炎患者,其中 30 例采用传统 TKA 术式(传统组),30 例采用 3D 打印截骨导板辅助手术(3D 打印组)。两组患者性别、年龄、体质量指数、手术侧别、病程等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。记录两组手术时间,术前及术后 1、3 d 患者血红蛋白值,术后切口引流量;术前及术后 3 个月膝关节美国特种外科医院(HSS)评分、膝关节学会评分系统(KSS)临床及功能评分;采用 Opti-Knee 膝关节三维运动分析系统,记录术前及术后 3 个月膝关节内外翻角、内外旋角、屈伸角、前后位移、上下位移、内外位移活动范围,同时与 30 例正常成人(<60 岁)测量数据进行对比分析。结果与传统组比较,3D 打印组手术时间明显缩短,术后 1、3 d 血红蛋白值较高,术后切口引流量较少,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组患者均获随访,随访时间 6~9 个月,平均 7.3 个月。两组手术前后 HSS 评分以及 KSS 临床评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);两组术前 KSS 功能评分比较差异无统计学意义(P>0.05),但术后 3 个月 3D 打印组 KSS 功能评分明显优于传统组(P<0.05)。膝关节运动学分析示,术前两组膝关节内外翻角、内外旋角、前后位移、上下位移活动范围均大于正常成人(P<0.05),屈伸角及内外位移活动范围与正常成人相似(P>0.05)。术后 3 个月,与正常成人相比,传统组内外翻角活动范围增加、屈伸角活动范围减小(P<0.05);两组上下位移、内外位移活动范围明显减小(P<0.05);其余自由度活动范围比较差异无统计学意义(P>0.05)。X 线片复查示假体无松动。结论与传统 TKA 相比,3D 打印截骨导板辅助 TKA 具有手术时间短、术后出血少、膝关节功能恢复良好的优点。

    发表时间:2018-07-12 06:19 导出 下载 收藏 扫码
  • 腰椎峡部裂滑脱相邻节段三维瞬时运动特征的在体研究

    目的探讨有临床症状的腰椎峡部裂滑脱(isthmic spondylolisthesis,IS)患者生理载荷下相邻节段三维瞬时运动特征。 方法选取有临床症状需手术治疗的 L4 IS 患者 14 例为研究组;以 15 名无腰痛症状和脊柱疾病的健康志愿者为对照组。两组受试者性别、年龄、体质量指数、骨密度比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。采用双 X 线透视影像系统和螺旋 CT 检查结合技术,从受试者腰椎薄层 CT 获取腰椎三维重建模型,匹配到由双 X 线透视影像系统捕获的不同活动体位时腰椎双斜位 X 线透视图像上,重现生理载荷下不同活动体位腰椎滑脱节段三维瞬时运动状态。通过在椎体几何中心建立三维坐标系测量相邻节段(L3、 4 和 L5、S1)椎体间的活动度和相对位移,并与对照组比较。 结果对照组 L3、 4 在前屈-后伸、左旋-右旋和左侧弯-右侧弯时,L5、S1 在左旋-右旋和左侧弯-右侧弯时,沿主要运动轴(主运动轴)的活动度均较相应耦合运动轴(次运动轴)活动度有增大趋势;但研究组这种趋势消失,主次运动紊乱。L5、S1 由于椎间小关节方向偏冠状位,前屈-后伸时沿主要运动轴活动度较相应耦合运动轴活动度变小;但研究组这种趋势消失。与对照组相比,研究组 L3、 4 在前屈-后伸、左侧弯-右侧弯和左旋-右旋时存在位移失稳(P<0.05);研究组 L5、S1 椎体间在前屈-后伸、左旋-右旋和左侧弯-右侧弯时沿 x、y、z 轴的相对位移与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。 结论有临床症状的 L4 IS 患者相邻节段主次运动模式紊乱,且相邻头侧椎间运动存在位移失稳,而尾侧椎间运动趋于稳定。

    发表时间:2018-12-04 03:41 导出 下载 收藏 扫码
  • 球面外骨骼并联机构的运动学及工作空间分析

    本文基于生物力学模型开源软件 OpenSim 生物力学仿真曲线,针对腿部运动功能受损的患者或患有行走功能障碍的老年人的康复治疗,提出了一种 2 自由度的球面髋关节外骨骼并联机构。首先,对并联机构进行建模,通过逆运动学分析得到机构的位置反解,对反解进行求导,推导出该机构的速度分析表达式。将模型分别导入机械系统动力学分析软件 ADAMS 与矩阵处理分析软件 MATLAB 中进行仿真实验,通过两者的速度仿真结果比较,验证了速度分析的正确性。然后,根据获取的雅可比(Jacobian)矩阵对该机构进行了 3 种奇异位型分析,根据机构反解在 MATLAB 中编程,给定机构参数与限制条件,获得该机构的可达工作空间。最后,构建原理样机实验平台。实验结果表明,外骨骼髋关节采用这种并联机构,能够满足人体髋关节的运动转动角度要求,也可以协助患者较好地进行腿部的前屈后伸运动和外展内收运动,有助于开展相应的康复训练,并且对人体髋关节外骨骼并联机构的研究也具有理论意义与应用价值。

    发表时间:2019-04-15 05:31 导出 下载 收藏 扫码
  • 3D打印导板辅助人工全膝关节置换术后患者步态分析

    目的探讨 3D 打印导板辅助人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)后患者步态特点。方法选择 2017 年 2 月—2018 年 2 月接受 3D 打印导板辅助 TKA 治疗的 20 例(20 膝)膝关节骨关节炎女性患者为研究对象(手术组)。患者年龄 50~69 岁,平均 57.2 岁。病程 4~7 年,平均 5.6 年。骨关节炎分级:Kellgren-LawrenceⅢ级 5 例,Ⅳ级 15 例。术前髋-膝-踝角(hip-knee-ankle angle,HKA)为(170.8±5.6)°,内翻畸形。按照年龄及侧别进行配比,选择 20 名健康女性志愿者为对照组。年龄 51~70 岁,平均 56.7 岁;HKA 为(178.8±0.6)°。两组 HKA 比较差异有统计学意义(t=6.352,P=0.000)。比较手术组手术前后 HKA、美国西部 Ontario 与 McMaster 大学骨关节炎指数评分(WOMAC)及疼痛视觉模拟评分(VAS)。术后 6 个月使用 Vicon 三维步态捕捉系统进行步态分析,比较手术组与对照组运动学参数,包括步速、步频、步长以及支撑相膝关节最大屈曲角度、支撑相膝关节最小屈曲角度、摆动相膝关节最大屈曲角度、支撑相平均髋关节旋转角度、支撑相平均踝关节旋转角度。结果手术组患者术后切口均Ⅰ期愈合,无手术相关并发症发生。患者均获随访,随访时间 7~12 个月,平均 9.0 个月。术后 6 个月 WOMAC 评分及 VAS 评分均优于术前(P<0.05)。影像学复查示,术后 4 周 HKA 为(178.8±0.8)°,与术前比较差异有统计学意义(t=39.203,P=0.000);假体位置良好,股骨后髁截骨线、外科通髁线及髌骨横轴平行,内翻畸形均矫正,下肢力线恢复至中立位。术后 6 个月步态分析显示两组运动学参数比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论与健康人群相比,3D 打印导板辅助 TKA 术后早期患者步态主要表现为步速、步频及步长减小,膝关节屈曲范围减小,代偿性髋关节及踝关节旋转范围增大的特点。

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