研究還評(píng)估了體內(nèi)MIMU方位估計(jì)的準(zhǔn)確性。一項(xiàng)研究通過將兩種算法應(yīng)用于同一MIMU系統(tǒng),檢查了不同的卡爾曼濾波算法[10]。作者報(bào)告了兩種方法之間的微小但顯著的取向差異,用于在“定時(shí)出發(fā)”任務(wù)中位于下背部的MIMU。另一項(xiàng)研究操縱了MIMU特性,包括改變傳感器算法類型和算法參數(shù);所使用的傳感器組件(例如,無磁強(qiáng)計(jì));以及角度計(jì)算方法(例如,歐拉角、四元數(shù))[11]。評(píng)估的五種方法顯示肘關(guān)節(jié)屈伸、肩關(guān)節(jié)屈伸和肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展的測(cè)量誤差不同。
上述研究均表明,基于MIMU的測(cè)量可能因MIMU模型或傳感器融合算法而異。然而,這些研究主要集中于靜態(tài)定向[5]、單平面運(yùn)動(dòng)[8]、[9]或低速任務(wù)[10]、[11]的測(cè)量,盡管運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和速度的增加會(huì)增加MIMU測(cè)量誤差[8]、[12]、[13]。Lebel及其同事[8]、[9]評(píng)估了多平面旋轉(zhuǎn)和更高速度的運(yùn)動(dòng),但這些都是通過最大角速度為360°/s的機(jī)器人萬向架工作臺(tái)進(jìn)行的。運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間的峰值角速度可能是該值的兩倍以上[14]、[15]、[16],這就對(duì)基于MIMU的測(cè)量在量化高速運(yùn)動(dòng)特定運(yùn)動(dòng)時(shí)的變化提出了疑問。
本研究旨在通過將兩個(gè)類似的商用MIMU系統(tǒng)的角度輸出與參考標(biāo)準(zhǔn)的反向反射運(yùn)動(dòng)捕捉角度進(jìn)行比較,來評(píng)估其同時(shí)有效性。在單平面軀干運(yùn)動(dòng)范圍(ROM)任務(wù)和板球快速保齡球(涉及高速、多平面軀干運(yùn)動(dòng))期間,評(píng)估了兩個(gè)MIMU系統(tǒng)的關(guān)節(jié)角度測(cè)量[14]。假設(shè)MIMU系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量差異是可比的。基于MIMU的角度和反向反射導(dǎo)出的角度輸出之間的差異預(yù)計(jì)不會(huì)超過5°。
節(jié)片段
參與者
在這項(xiàng)基于標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證研究中,從澳大利亞社區(qū)或州板球隊(duì)招募了4名女性和12名男性快速或中等板球投球手(181.2±6.6 cm,76.9±10.7 kg,22.6±6.9歲)。所有參與者或家長(zhǎng)/監(jiān)護(hù)人(如果參與者未滿18歲)均給予知情同意。西澳大學(xué)人類研究倫理委員會(huì)(RA/4/1/2593)和科廷大學(xué)倫理辦公室(HRE2016-0472)提供了倫理批準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)收集
來自兩個(gè)的數(shù)據(jù)
后果
SPM1D分析的結(jié)果表明,與兩種運(yùn)動(dòng)任務(wù)的反向反射導(dǎo)出角度相比,兩種MIMU系統(tǒng)沒有顯著差異。SPM1D圖顯示在附錄2中。平均角速度顯示在附錄3中。
在從ROM試驗(yàn)中提取的RMSD結(jié)果中,Xsens值顯著大于RMSD最大值的Noraxon值(Xsens = 2.6 ± 1.5° (3.4 ± 移動(dòng)范圍的2.4%),Noraxon = 1.4 ± 1.0° (2.1 ± 2.0%),t = 2.80,p
討論
這項(xiàng)研究通過將兩個(gè)類似的商用MIMU系統(tǒng)的角度輸出與參考標(biāo)準(zhǔn)的反向反射運(yùn)動(dòng)捕捉角度進(jìn)行比較,評(píng)估了它們的并發(fā)有效性。在低速、單平面軀干ROM任務(wù)和板球保齡球(涉及高速、多平面軀干運(yùn)動(dòng))中記錄了胸部和腰部角度。兩個(gè)MIMU系統(tǒng)在測(cè)量這些運(yùn)動(dòng)時(shí)顯示出可接受的有效性[7]、[23]、[24]。從SPM1D分析中可以看出
結(jié)論
本研究中評(píng)估的Xsens Mtw Awinda和Noraxon MyoMOTION Research Pro MIMU產(chǎn)生的軀干角度測(cè)量值可被認(rèn)為對(duì)評(píng)估的任務(wù)具有可接受的并發(fā)有效性,尤其是對(duì)單平面ROM運(yùn)動(dòng)。與3D逆向反射運(yùn)動(dòng)捕捉衍生角度相比,兩種系統(tǒng)產(chǎn)生的RMSD均小于3°。兩種系統(tǒng)在高速、多平面運(yùn)動(dòng)(板球保齡球)中的測(cè)量差異通常更大,盡管
致謝
作者感謝史蒂文·科索維奇和杰伊·希安·譚在數(shù)據(jù)收集方面的幫助。
利益沖突聲明
提交人聲明他們沒有利益沖突。
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報(bào)錯(cuò)
筆記
拼音 雙語對(duì)照
排序
重點(diǎn)詞匯
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重點(diǎn)詞匯
in vivo 在生物體內(nèi)進(jìn)行的板球快速投球手腰椎運(yùn)動(dòng)學(xué)的三維測(cè)量
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