中文字幕无码a片久久,亚洲日韩在线观看浪潮,人人超人人超碰超国产二区,国产人妻久久一区二区,国产人妻久久一区二区

應(yīng)用數(shù)據(jù)手套測量對掌運(yùn)動(dòng)中的拇指腕掌關(guān)節(jié)角度

黃昕 沈向前 徐驥華 劉友山 吳守成

【摘要】目的：應(yīng)用數(shù)據(jù)手套虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，測量手部對掌運(yùn)動(dòng)中拇指腕掌關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度。

方法選取15名健康成年男性的雙手作為研究對象，應(yīng)用WISEGLOVE數(shù)據(jù)手套獲取手部對掌運(yùn)動(dòng)前后拇指腕掌關(guān)節(jié)的活動(dòng)動(dòng)態(tài)信號， 應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件測量腕掌關(guān)節(jié)角度變化。結(jié)果：拇指對掌運(yùn)動(dòng)時(shí)，腕掌關(guān)節(jié)的屈伸角度、內(nèi)收外展角度、旋轉(zhuǎn)角度分別為（40.8±6.9）°、（24.3±5.6）°、（38.4±7.2）°。結(jié)論：基于數(shù)據(jù)手套構(gòu)建運(yùn)動(dòng)獲取分析系統(tǒng)，能夠?qū)κ植繉φ七\(yùn)動(dòng)的腕掌關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)收外展、旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行精確測量，為手部腕掌關(guān)節(jié)損傷的臨床診斷和恢復(fù)提供明確的數(shù)據(jù)參考。

【關(guān)鍵詞】手；計(jì)算機(jī)模擬；數(shù)據(jù)手套；腕掌關(guān)節(jié)；對掌

人的手是認(rèn)識與改造客觀世界并與外界交往的重要器官，在日常生活及生產(chǎn)活動(dòng)中發(fā)揮了重要的作用。人類的雙手區(qū)別于動(dòng)物上肢爪的主要特點(diǎn)就是具有拇指的對掌功能，從而能進(jìn)行人手特有的對捏及抓握功能，使用生產(chǎn)工具創(chuàng)造人類文明。因此喪失拇指功能相當(dāng)于損失40%-50%的手部功。但對拇指的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評測的方法至今不夠完善也不能量化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來熱門的研究領(lǐng)域之一，數(shù)據(jù)手套是一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的交互設(shè)備，可以跟蹤操作者靈活多變的手勢，實(shí)時(shí)測量人體手部各個(gè)關(guān)節(jié)角度的變化。本研究中，我們應(yīng)用數(shù)據(jù)手套獲取正常人群手部對掌運(yùn)動(dòng)前后拇指腕掌關(guān)節(jié)的活動(dòng)動(dòng)態(tài)信號，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件測量腕掌關(guān)節(jié)角度變化，為手部腕掌關(guān)節(jié)損傷的臨床診斷和功能恢復(fù)提供明確的數(shù)據(jù)參考。

資料與方法

1.志愿者條件：選擇15名健康男性，年齡21~29歲，平均24.5歲。優(yōu)勢手為右手，無手外傷以及手部疾病，無影響手部運(yùn)動(dòng)和功能的神經(jīng)性疾病和系統(tǒng)性疾病以及遺傳性疾病，能夠配合實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和完成。

2.基于數(shù)據(jù)手套的三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)：應(yīng)用WISEGLOVE數(shù)據(jù)手套（WONSTAR公司制造，中國），該手套可對不同人的手進(jìn)行設(shè)計(jì)的統(tǒng)一版型。數(shù)據(jù)手套夾層中布置了電阻式彎曲傳感器，通過手指彎曲位置變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，使用12位高精度AD轉(zhuǎn)換器，進(jìn)一步將電阻改變轉(zhuǎn)換成信號輸出。每個(gè)手指有3-4個(gè)傳感器，分別用來測量手指關(guān)節(jié)的角度，在手腕部位還有1個(gè)兩軸傾斜傳感器，分別用于測量手掌的俯仰角和傾斜角，其中拇指腕掌關(guān)節(jié)傳感器具體布置及功能，傳感器a、b、c分別用于測量拇指腕掌關(guān)節(jié)的屈伸角度、 內(nèi)收外展角度、旋轉(zhuǎn)角度。手套傳感器的輸出通過扁平電纜線和交互盒相連，交互盒通過R-232串行口送至計(jì)算機(jī)。手套的功能和數(shù)據(jù)通過應(yīng)用SDK編碼的三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

3.拇指對掌運(yùn)動(dòng)和數(shù)據(jù)檢測：將檢測者前臂及手掌和拇指外的其他四指固定于標(biāo)準(zhǔn)位置，戴數(shù)據(jù)手套。從拇指完全伸展的位置，移動(dòng)拇指尖到小指遠(yuǎn)側(cè)掌褶，然后返回起始位置，反復(fù)操作5次。編制計(jì)算機(jī)程序根據(jù)數(shù)據(jù)手套的輸出數(shù)據(jù)計(jì)算出對掌運(yùn)動(dòng)時(shí)拇指腕掌關(guān)節(jié)的屈伸角度、內(nèi)收外展角度、旋轉(zhuǎn)角度。人手三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用student t檢驗(yàn)和方差分析（ANOVA）。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

拇指完成對掌運(yùn)動(dòng)后，拇指腕掌關(guān)節(jié)的屈伸角度、內(nèi)收外展角度、旋轉(zhuǎn)角度數(shù)值分別為（40.8±6.9）°、（24.3±5.6）°、（38.4±7.2）°。健康成年男性左右手之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。對屈伸角度和旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)顯示，拇指對掌運(yùn)動(dòng)過程中，拇指腕掌關(guān)節(jié)的屈伸角度和旋轉(zhuǎn)角度呈負(fù)相關(guān)性（r=-0.954±0.026，P<0.01），而拇指腕掌關(guān)節(jié)的屈曲角度和內(nèi)收外展角度、內(nèi)收外展角度和旋轉(zhuǎn)角度的相關(guān)性分別為： -0.637±0.214、0.602±0.234。

討論

拇指運(yùn)動(dòng)包括腕掌關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)和指間關(guān)節(jié)的屈伸、內(nèi)收外展、旋前旋后活動(dòng)，而其他四指的運(yùn)動(dòng)為掌指關(guān)節(jié)、指間關(guān)節(jié)的屈伸活動(dòng)和掌指關(guān)節(jié)的內(nèi)收外展活動(dòng)。拇指活動(dòng)功能主要由內(nèi)收、對掌、屈伸三項(xiàng)構(gòu)成，其他四指活動(dòng)為屈伸活動(dòng)，手指屈伸活動(dòng)的測量由各指掌指關(guān)節(jié)和指間關(guān)節(jié)最大背伸到最大屈曲的角度表達(dá)。拇指的內(nèi)收功能是以拇指指間關(guān)節(jié)掌側(cè)紋到第五掌骨遠(yuǎn)端掌橫紋的距離， 拇指的對掌功能是以拇指指間關(guān)節(jié)掌側(cè)紋到第三掌骨遠(yuǎn)端掌橫紋的距離。 北京積水潭醫(yī)院手外科推薦的手功能標(biāo)準(zhǔn)將上述改進(jìn)為應(yīng)用拇指全長與實(shí)際內(nèi)收或?qū)φ频木嚯x變換相比較，使原來的內(nèi)收或?qū)φ频谋磉_(dá)方式，由距離變?yōu)槟粗溉L與其活動(dòng)距離比值的表達(dá)。

國外傳統(tǒng)的評價(jià)方法是Kapandji方法：拇指對掌功能評價(jià)通過測量拇指尖到其他指尖或第五掌骨頭的線性距離，第一掌骨和第二掌骨之間與手掌平面和第一、第二掌骨平面之間的最大角度。這些方法僅能用來評價(jià)拇指伸展和外展功能，但是不能評價(jià)拇指屈曲和環(huán)轉(zhuǎn)功能， 不能反映及體現(xiàn)患指的各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)軌跡。手工測量關(guān)節(jié)角度通常是臨床評價(jià)在一個(gè)平面上關(guān)節(jié)的靜態(tài)活動(dòng)度，僅能評價(jià)手指屈伸活動(dòng)， 而不能評價(jià)其內(nèi)收外展以及旋前旋后活動(dòng)。并且拇指相對于其他四指而言，測量更復(fù)雜。拇指的運(yùn)動(dòng)角度需分析關(guān)節(jié)角度和運(yùn)動(dòng)弧度。測角術(shù)的方法對于運(yùn)動(dòng)的測量是靜態(tài)的，因此省去了很多運(yùn)動(dòng)特性。應(yīng)用雙平面X線方法分析大多角骨和第三掌骨的3D解剖關(guān)系，通過在每個(gè)指骨和第三掌骨上的非線性標(biāo)志物， 在雙平面X線和背景測量網(wǎng)格進(jìn)行分析。 但該方法是靜態(tài)地分析拇指運(yùn)動(dòng)。

數(shù)據(jù)手套是一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的交互設(shè)備，可以跟蹤操作者靈活多變的手勢，實(shí)時(shí)測量人體手部各個(gè)關(guān)節(jié)角度的變化，是獲取用戶手部姿態(tài)信息的有效工具。通過數(shù)據(jù)手套上的傳感器系統(tǒng)，可以將操作者的動(dòng)作變成傳感信號輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)讀取并分析傳感器的信號。因此數(shù)據(jù)手套作為一種重要的人機(jī)交互接口，廣泛地應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)的研究領(lǐng)域中。本實(shí)驗(yàn)中以數(shù)據(jù)手套為研究對象，應(yīng)用傳感器通過人體手指運(yùn)動(dòng)測量拇指對掌運(yùn)動(dòng)時(shí)腕掌關(guān)節(jié)的屈伸、內(nèi)收外展、旋前旋后活動(dòng)。通過運(yùn)動(dòng)獲取分析系統(tǒng)，獲取及分析正常人群及患病人群的手部各指運(yùn)動(dòng)信息，建立標(biāo)準(zhǔn)臨床數(shù)據(jù)庫，為進(jìn)一步評測手部功能提供可能。

聲明：文章內(nèi)容整理來源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)屬于原作者，如有問題，請聯(lián)系我們！