颈部疼痛最近被称为第四残疾的主要原因和病人的数量明显增加。通过分析重力对惯性传感器连接到脖子上,本研究旨在探讨头部弯曲的姿势在散步。估计的角度与craniovertebral角与光学跟踪测量。共有二十个科目没有历史考察了颈部疼痛或不适的在跑步机上行走光学跟踪器的工作范围内。在我们的实验室设置,颈部弯曲角的线性关系(NFA)可能craniovertebral角(CVA)在静态情况下,恒速行走。因此,惯性传感器,它是轻量级的,低成本,特别是自由的运动,可以用来代替相机系统。我们提出了估算方法显示了它的灵活性,给结果的平均绝对误差估计脖子角变化从0.48到0.58度,它是足够小,在应用程序中使用。
颈部疼痛是最常见的一种肌肉骨骼疾患(MSDs)将军和劳动人口,每年流行率超过30%,文学是混合的山峰还是高原在中年
最近的研究表现出更大兴趣颈部疼痛和数字设备之间的关系,在工作场所使用电脑等情况(
除了颈部疼痛,据说行人可能面临一些风险,而步行或穿越道路,因为他们倾向于视觉目标或声音迹象小姐当向下看智能手机(
颈部弯曲角(NFA)可以通过使用武力估计传感器放在前面,左,和背面的脖子
摘要颈部姿势估计通过分析重力放在颈部使用加速度计。在行走过程中,估计影响严重以来步行运动加速度计观察不仅重力,而且外部加速度。步行运动将在本节的分析步检测算法提出一种新的方法检测颈角在散步。
人类的步态是指运动通过人类肢体的运动。在行走过程中,质心沿着旅行方向还有正弦运动横向和垂直方向
从图可以看到人类的步态分析
人类步态的纵向和横向位移。
基于这一事实,可以生成一个模拟运动如图
模拟和实际过滤行走的加速度数据:(a)模拟数据;(b)的过滤数据。
从图可以看出
正如上面提到的,脖子上角的估计严重受到外部加速度的影响。在第一步中,我们的目标是将人类活动划分为动态和静态加速度的情况下,使用标准偏差为主要分类标准。标准偏差<我nline-formula>
通过应用标准偏差参数规范加速度数据,一些人类活动可以很容易地发现作为一个例子,如图
活动分类使用加速度计:(a)规范的加速度;(b)规范和标准偏差的加速度。
很容易分类活动在各种活动和静态情况下。在这个实验中,参数检测静态和活力活动0.1和2,分别。站着坐下来等行为有相同的标准偏差与行走但它可以被消除,因为它们发生在很短的时间内行走活动周期和发生在很长一段时间。我们的下一步是基于特征检测步骤走走路活动(长和周期性的发生)。
有许多算法等步骤检测阈值水平(
提供一个在线检测步,可以运行在低速处理器和内存有限,我们提出一个简单的峰值检测算法使用5个连续的数据点。
让<我nline-formula>
尽管所有的山峰被检测到,可能会有一个机会,峰值是由于其他活动或噪音,而不是步行。例如,从图可以看出
峰值检测的行走数据:(a)所有的山峰;(b)脚跟罢工的山峰。
应用的结果<我nline-formula>
步行活动只是定义,至少连续三峰检测行走。让<我nline-formula>
因为步行活动几乎是周期性的,将满足以下条件:
如果小<我nline-formula>
颈部弯曲角(NFA),颈部弯曲的角度相对于水平方向,估计通过观察垂直方向之间的角度和投影上的重力<我t一个lic>
z我t一个lic>设在加速度计。加速度计是连接身体的脖子上,如图
(一)反光标记和惯性传感器的位置而站立红外摄像系统的工作范围内;(b)传感器和世界坐标框架中使用。
方程(
总共20主题,从24到32岁的平均年龄26.8,参与了这一研究。所有的参与者在站立或行走时使用智能手机没有困难,至少有15分钟走路去熟悉跑步机(跑步机)。
我们进行所有试验参与者在两个分离的实验。
在整个过程中,受试者被要求戴上泳帽有三个反光标记连接在矢状面平行方向的观点。两个标记在C7的位置放置在皮肤上骨头和耳屏。
一个Xsens MTi1传感器定制的董事会有蓝牙通信是使用一个橡皮筋把受试者的脖子上。两个实验的工作范围内6相机在OptiTrack红外摄像系统(图
一开始的第一个实验中,每个主题的数据被记录时站直(直立的位置),他们通常为10秒。然后每个参与者有意进行“text-neck”姿势(
在第二个实验开始之前,参与者被要求熟悉不同的跑步机的速度水平。每个主题然后按顺序执行行走任务定期不断的行走速度3,4,5公里/小时。在每个任务,主题也“text-neck”变化的5个层次,每个层次内30秒。至少30秒的休息休息了完成每个任务后颈部疼痛的风险降到最低。
位置数据的标记和惯性传感器的输出同步使用前进行分析。craniovertebral角(CVA)和颈部弯曲角(NFA或颈部角度)可以使用下列程序:
脑血管意外,这是一条线的夹角连接C7耳屏和水平线的棘突C7 (
颈部角度NFA的静态姿势可以通过观察计算垂直方向之间的角度的投影引力在每个样本的时间<我t一个lic>
z我t一个lic>设在加速度计的使用(
评估患者之间的关系和NFA,我们检查了均值和变异的区别这两个角。我们估计算法性能也检查通过比较“直接计算法”和“固定间隔平均法”,在每个轴加速度数据总结在一个固定的时期。我们选择固定间隔是0.5,0.75,1秒时间由于共同走一步。
本研究的主要贡献包括患者之间的关系,在静态和行走情况下NFA。课题的实验结果显示在表中
当候选人获得的校准角是正直的。
这个正直的角被认为是90度的估计脖子角在那一刻。
之间的区别真正的估计和正直的角被添加到每个估计颈角值。
脑中风NFA在静态情况下(单位:度)。
| 静态情况下 | 10秒没有变化 | 1级 | 2级 | 3级 | 4级 | 5级 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 意思是(NFA) | 83.6211 | 82.4773 | 76.2310 | 66.1847 | 58.4557 | 45.9955 |
| 意思是(CVA) | 49.3835 | 48.5494 | 40.7722 | 30.2919 | 22.7974 | 9.2151 |
| 意思是(NFA−患者 | 34.2376 | 33.9280 | 35.4588 | 35.8928 | 35.6582 | 36.7804 |
| Var (NFA−患者 | 0.0632 | 0.0461 | 0.0518 | 0.0273 | 0.0340 | 0.0681 |
脑中风NFA行走情况(单位:度)。
| 行走的情况下 | 1级 | 2级 | 3级 | 4级 | 5级 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3公里/小时 | 意思是(NFA) | 81.4722 | 74.4427 | 71.6546 | 65.7486 | 58.8117 |
| 意思是(CVA) | 45.3579 | 37.3134 | 34.1081 | 28.1364 | 21.5184 | |
| 意思是(NFA−患者 | 36.1144 | 37.1292 | 37.5465 | 37.6123 | 37.2933 | |
| Var (NFA−患者 | 0.3312 | 0.1863 | 0.1491 | 0.3100 | 0.5335 | |
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| 4公里/小时 | 意思是(NFA) | 82.7458 | 75.8507 | 69.3977 | 65.0855 | 60.2854 |
| 意思是(CVA) | 46.0182 | 38.7697 | 31.8672 | 27.5250 | 22.9371 | |
| 意思是(NFA−患者 | 36.7277 | 37.0810 | 37.5305 | 37.5605 | 37.3483 | |
| Var (NFA−患者 | 0.9034 | 0.4096 | 0.7186 | 0.8024 | 0.5123 | |
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| 5公里/小时 | 意思是(NFA) | 82.0928 | 74.7623 | 69.1052 | 64.1363 | 58.7212 |
| 意思是(CVA) | 45.9104 | 37.4357 | 31.0791 | 26.0616 | 21.2336 | |
| 意思是(NFA−患者 | 36.1824 | 37.3266 | 38.0261 | 38.0747 | 37.4876 | |
| Var (NFA−患者 | 0.2328 | 0.3207 | 0.1990 | 0.4291 | 0.6641 | |
关系脑中风NFA (a)静态情况下;(b) 3公里/小时步行;(c) 4公里/小时步行;(d) 5公里/小时散步。
实验数据从所有候选人还包括检查计划的颈角估计方法的性能。表
平均绝对误差的估计脖子角校准步骤之后(单位:度)。
| 行走的情况下 | 直接计算法 | 固定间隔 |
固定间隔 |
固定间隔 |
提出了灵活的间隔 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3公里/小时 | 1级 | 1.8637 | 0.5419 | 0.5403 | 0.4982 | 0.4836 |
| 2级 | 1.8715 | 0.5579 | 0.5356 | 0.4999 | 0.4826 | |
| 3级 | 1.7772 | 0.5449 | 0.4932 | 0.4780 | 0.4545 | |
| 4级 | 1.8539 | 0.5632 | 0.5650 | 0.4928 | 0.4793 | |
| 5级 | 2.0296 | 0.6462 | 0.6297 | 0.5337 | 0.5074 | |
| 的意思是 |
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| 4公里/小时 | 1级 | 2.4324 | 0.7696 | 0.7460 | 0.8390 | 0.6590 |
| 2级 | 2.2248 | 0.6280 | 0.6395 | 0.5494 | 0.5222 | |
| 3级 | 2.2666 | 0.7383 | 0.6646 | 0.6376 | 0.5636 | |
| 4级 | 2.2077 | 0.8018 | 0.5846 | 0.6797 | 0.5552 | |
| 5级 | 2.2607 | 0.6116 | 0.6482 | 0.6276 | 0.5534 | |
| 的意思是 |
|
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| 5公里/小时 | 1级 | 2.6015 | 0.5970 | 0.6359 | 0.5893 | 0.5434 |
| 2级 | 2.5488 | 0.6479 | 0.6007 | 0.5484 | 0.5537 | |
| 3级 | 2.3671 | 0.5444 | 0.5038 | 0.5273 | 0.4856 | |
| 4级 | 2.3915 | 0.5932 | 0.6272 | 0.6478 | 0.5585 | |
| 5级 | 2.5111 | 0.6832 | 0.6684 | 0.7290 | 0.5866 | |
| 的意思是 |
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估计颈角不同的方法在3公里/小时。
结果从表
作者宣称没有利益冲突。
Duc Cong见鬼Quoc同庆见鬼,俊Chee年轻,年轻的秀Suh本研究的构思和设计。Duc Cong党和Quoc同庆党进行了实验。Duc Cong讨厌写论文。年轻秀Suh审查和编辑的手稿。
这项工作是由韩国国家研究基金会授予由韩国政府(没有。2016 r1d1a1a09918657)。