目的/意义 构建人体模型,与实际人体运动数据绑定,实现对人体运动姿态的监测.方法/过程 设计一种基于Unity3D和MEMS惯性传感器的运动监测系统.利用MEMS惯性传感器获取人体的运动姿态数据,利用欧拉角进行姿态解算,通过蓝牙无线传输协议将数据发送到计算机系统,以驱动虚拟动画人物的运动,实现人体动作的3D姿态实时展现.结果/结论 经过实验测试,该模型能够准确监测和模拟人体的运动姿态,未来可为体育运动训练、肢体康复训练等应用领域提供有效的数据分析.

目的 探讨Wilson病(WD)患者震颤变异中情绪效应的影响因素.方法 选取以震颤为主的WD患者35例(WD组)及同期健康对照者28例(健康组),采用视频诱发情绪方式诱发积极、中性和消极情绪,姿态传感器测量WD患者在不同情绪下的震颤参数,脑电图仪记录WD组和健康组在不同情绪时的频谱功率,自我评估模型(SAM)评估诱发相应情绪的效价和唤醒度评分.以中性状态为参照,分析WD患者在积极和消极状态下震颤参数变异程度与情绪效价和唤醒度的相关性,比较不同情绪时WD组和健康组脑电图仪在β频段各导联功率值对情绪效价和唤醒度的影响,16个耳极导联的脑电信号分别为Fp1-A1、Fp2-A2、F7-A1、F8-A2、F3-A1、F4-A2、C3-A1、C4-A2、T3-A1、T4-A2、T5-A1、T6-A2、P3-A1、P4-A2、O1-A1、O2-A2,1为左侧,2为右侧.比较不同情绪时WD组各病变脑区对震颤参数的影响.结果 消极情绪时,震颤参数F-acc和F-gyr大于积极和中性情绪(P均<0.05);震颤参数RMS-acc和RMS-gyr在三种情绪时差异均无统计学意义(P均>0.05).积极情绪时,WD组效价得分高于健康组(P<0.05),唤醒度得分差异无统计学意义(P>0.05);消极情绪时,WD组效价得分低于健康组(P<0.05),唤醒度得分大于健康组(P<0.05);中性情绪时,WD组与健康组效价及唤醒度得分差异均无统计学意义(P均>0.05).消极情绪时,震颤参数F-acc和F-gyr的变异程度与效价呈负相关,与唤醒度呈正相关(P均<0.05).WD组中T5是积极情绪效价和唤醒度的影响因素(P<0.05);F8是消极情绪效价和唤醒度的影响因素(P均<0.05).健康组中T3是积极情绪效价的影响因素(P<0.05),T5是积极情绪唤醒度的影响因素(P<0.05);T6是消极情绪效价的影响因素(P<0.05).积极情绪时,壳核是F-acc、RMS-acc、RMS-gyr的影响因素(P均<0.05);中性情绪时,壳核是F-acc、RMS-acc、RMS-gyr的影响因素(P均<0.05);消极情绪时,壳核是F-acc、RMS-acc、RMS-gyr的影响因素(P均<0.05).结论 消极情绪导致以震颤为主要运动障碍表现的WD患者震颤程度增大,右侧前额叶及壳核损伤是消极情绪影响震颤变异的因素.

目的:分析从事长时间单调坐姿作业人员的生理和心理疲劳的影响因素，探讨由于长时间采用坐姿工作而带来的职业疲劳问题。方法:于2021年1月，选择某制造业坐姿工作人员30人作为研究对象，进行连续4h的模拟坐姿装配作业，采用《疲劳自觉症状量表》（Borg's RPE）获取调查对象的主观疲劳评价、单调感数据，采用多导生理记录仪测量调查对象的肌电信号变化，采用无线传感动作捕捉及力学评估系统获取研究对象的运动学参数和身体姿态相关指标，评估作业者的疲劳状态。结果:从事单调的作业任务时，作业人员的单调感与主观疲劳感呈现了明显的正相关性，相关系数为0.976~0.988（ P<0.05）。工作开始初期，颈部的主观疲劳感更明显（ P=0.046）。随着工作时间延长，背部疲劳感明显高于颈部（ P=0.029）。调查对象工作4 h后，背部竖脊肌肌电平均功率频率值出现明显下降（ P=0.025）。身体姿态数据显示，肩颈部指标在工作约2 h开始出现明显变化（ P颈部=0.032， P肩部=0.021）。腰臀部指标在工作约4 h开始出现明显变化（ P左臀=0.031， P右臀=0.028）。颈部的弯曲角度先增加，后减小；腰臀部的屈曲角度随着工作时间延长持续增加。 结论:单调坐姿作业对作业者的疲劳影响主要体现在腰背部，作业的单调感加剧了作业者的主观疲劳感受，应考虑给予作业者相应的劳动保护，合理设置作业内容，建议每间隔2 h，作业者进行适当的活动或短暂的休息。

目前，世界上存在着大量下肢运动功能障碍的特殊人群，无法进行正常行走或运动。下肢外骨骼康复机器人技术的发展可以帮助他们完成正常站立、行走等基本行动功能，并改善其身体机能状况和生活质量。下肢康复外骨骼机器人系统是以人为中心的人机协同智能系统，其首要任务是理解人的运动意图，并对运动姿态做出准确的判断，与人体协同运动产生助行、助力等行为。现有的人机交互感知系统的研究方法主要涉及生物电信号和力/力矩等物理信号。为充分发挥生物信号的快速、全局性以及物理信号的持续、稳健性，确保人机交互控制系统的稳定性，本文从人机协调运动控制机理展开，对不同的意图感知方法对获取人体运动意图的影响进行综述，并对存在的问题进行分析，总结出多模态信息融合技术对提高人机系统的协调控制重要性，为提高人和机器自主决策能力以及外骨骼机器人感知系统的优化设计提供一定的参考。

目的:提出一种针对所研发假肢膝关节的平地行走下的控制方法，使其能辅助膝关节截肢的患者以趋向于健康人的步态行走。方法:在假肢膝关节上放置九轴惯性姿态传感器获取小腿倾斜角度，假肢连接管处放置压力传感器获取压力，组合两种信号判别步态相位。采用双直线电机分别控制相应针阀与单向阀配合的油路结构实现膝关节弯曲和伸展阻尼力矩的独立控制。通过直线电机推动针阀改变油路的通流面积，实现不同速度下膝关节阻尼力矩的控制。测试患者在跑步机上以2.0、3.6和4.2 km/h的步速行走，通过RealGait(三维步态与运动分析系统)记录数据。为降低绊倒风险，以摆动期最大膝关节屈曲角度65°为控制目标，允许误差为±5°。绝对对称性指标(ASI)<10%为步态良好的评定指标。结论:患者在不同步速的测试中，患者假肢膝关节屈曲最大角度均在62°左右，ASI分别为3%、6%、8.5%，均<10%，步态对称性良好。大腿截肢患者表示身体负担有明显减轻。结论:基于人体步态对液压假肢膝关节的阻尼进行实时控制的方法能够有效改善截肢患者的行走步态。

适量运动作为健康四大基石之一已逐渐受到重视，科学运动带来健康获益，避免运动伤害甚至运动猝死，如何进行安全有效的运动是健康管理实践中的重要课题。针对有运动需求的、增龄性体能减退、心肺功能减退以及慢病人群，需要进行整体运动功能测评、制定个体化运动处方。运动测评前风险评估有助于规避运动风险，运动系统查体有助于防治运动伤病、科学指导运动，体质成分评估营养与肥胖状况、为有针对性的运动指导提供必要信息，身体姿态、运动素质评估可以反映人体的肌肉骨骼等结构性改变是否影响人体的功能动作，心肺运动试验可以反映人体内脏功能的协调性、是否增龄性退化以及潜在的异常信息。根据测评结果出具运动建议并实施，根据随访进行复测及调整，以形成基于运动功能测评与训练的健康管理方案。

适量运动不仅可以提高生活质量，而且有利于高血压、糖尿病、肥胖等多种慢性疾病的预防，降低冠心病、脑卒中、癌症等重大疾病的风险。不科学、不适宜的运动可能导致运动伤害甚至猝死，因此需要进行整体运动功能测评、制定个体化运动处方以进行安全、有效的运动。运动功能测评是健康体检的重要组成部分，基于测评结果所给予的运动方案更是健康管理的重要抓手。运动测评检前风险评估有助于筛查出运动及运动测评高风险人群；运动系统查体有助于规避运动系统损伤风险，并指导进行有针对性的相应功能练习；体质成分可评估营养与肥胖状况，为有针对性的运动指导提供必要信息；身体姿态评估有助于发现运动中的潜在风险，给出提示从而降低运动损伤风险；运动素质评估可量化相关运动素质水平，并改善各项素质间的不平衡，以作为制定个体化运动方案的依据；心肺运动试验可反映人体内脏功能的协调性、是否增龄性退化、运动相关状况下的病理生理学机制以及潜在运动不耐受性疾病的筛查。根据功能测评的客观结果出具运动建议并实施，并通过随访进行复测及调整，循序渐进地提高身体活动能力和整体健康水平，可形成基于运动功能测评与训练的健康管理方案。为规范运动功能测评工作流程，由中国人体健康科技促进会健康促进专业委员会发起，联合运动医学科、骨科、心内科、康复科等多学科专家共同制定了本运动功能测评规范，具体内容包括运动功能测评专业团队组织架构，标准化运动功能测评环境设备要求、内容与方法，运动功能测评质量控制，运动方案出具及干预效果随访检验以进一步调整干预方案，使运动功能测评流程更加科学、规范并易于实施。

目的:评价新型主从操作式经尿道手术机器人系统的性能，验证其安全性和有效性。方法:2021年9月北京协和医院2名泌尿外科医生(A和B)应用经尿道手术机器人样机进行仿真人体组织模型实验。本研究采用的经尿道手术机器人系统包括：主端控制平台、从端手术平台和末端执行器。主端控制平台采用Omega7力反馈主手作为主控制器，自由度包括：上下平移、左右平移、前后平移、末端旋转、末端俯仰、末端摆动、末端操作。从端手术平台采用Med 7七自由度医疗协作机械臂，通过末端执行器操作电切镜。末端执行器采用模块化设计，最大化兼容现有手术器械。2名医生均分别常规组装电切镜和经尿道手术机器人各20次，计算组装时间。常规组装电切镜时间包括电切镜安装、连接镜头和光源后，医生手持电切镜进入实验模块的时间。组装手术机器人时间包括将电切镜与末端执行器安装，并连接镜头和光源后进入实验模块的时间。2名医生分别进行25次模拟前列腺电切手术和5次模拟膀胱电切手术。将猪的小肠、心脏和胃缝合构建模拟人体的尿道、前列腺和膀胱结构：尿道(猪小肠)长16~18 cm，前列腺(猪心脏)大小约5 cm×5 cm×6 cm，膀胱(猪胃)容量250~300 ml。将模型置于3D打印套盒中，模拟尿道与硅胶阴茎贴合。模拟前列腺电切手术：医生于主端控制平台操作手柄，通过人机交互控制从端执行器，直视下围绕不动点切除"前列腺"，模拟标准经尿道前列腺切除术，切除范围为从模拟膀胱颈至模拟前列腺尖部，切除两侧叶和中叶。每次手术时间40 min，记录切除组织重量。模拟经尿道膀胱电切手术：每次手术需切除模拟膀胱的三角区、两侧壁和顶部区域，记录是否发生穿孔。通过手术对机器人的主从操作距离准确度、操作姿态准确度、主从操作姿态重复度、不动点准确度、主从控制启动延迟时间和主从控制跟随延迟时间、机械臂摆动范围、极限位点等指标进行验证。结果:经尿道手术机器人性能测试结果显示，末端执行器定位精度<0.5 mm，主从操作距离准确度≤0.5 mm，重复性距离≤0.2 mm；主从操作姿态准确度角度a≤0.30°，角度b≤0.30°，角度c≤0.15°；不动点准确度≤0.6 mm，机械臂最大活动空间为半径(1 493±5) mm的半球形空间。主从控制启动延迟时间和主从控制跟随延迟时间均≤100 ms。从端机械臂末端在运动中受到外力碰撞时，系统可自动停止机械臂运动，此时外力为(70±7)N；不动点设置范围30~170 mm。医生A和医生B组装经尿道手术机器人时间分别为(111.35±57.88)s和(111.70±58.30)s( P＝0.996)，常规组装电切镜时间分别为(44.90±4.89)s和(44.90±5.16)s( P＝0.679)，2名医生间比较差异均无统计学意义；2名医生的机器人组装时间均多于常规组装时间，差异均有统计学意义( P＝0.001， P＝0.001)。随组装次数增加，机器人组装时间进行性下降，5次组装后时间稳定≤120 s。医生A和医生B切除的前列腺组织重量分别为(43.60±12.42)g和(43.45±12.63)g，差异无统计学意义( P＝0.954)。模拟膀胱电切手术中，机器人系统可顺利完成模拟膀胱的三角区、两侧壁和顶部组织切除。手术实验中系统运行流畅，未发生机械故障，无模块损伤、穿孔等并发症发生。 结论:经尿道手术机器人能够安全、有效地完成经尿道电切手术。

目的:探讨一种动力型髋离断假肢控制方法提升佩戴者步态对称性的可行性。方法:通过九轴姿态传感器采集健康人体下肢步态运动学信息，使用BP神经网络建立穿戴髋离断假肢截肢者健侧-假肢侧运动学映射模型。将截肢者健侧腿的运动学信息实时传入该映射模型，生成髋离断假肢运动的目标轨迹，结合下肢假肢动力学模型，通过PID算法控制髋离断假肢电机运动，实现截肢者的实时步态分析和假肢的实时控制。记录截肢者穿戴动力髋离断假肢行走实验中的步长、步频及最大髋关节角度等数据，并结合步态对称性指标S Ⅰ、R Ⅰ、R Ⅱ对假肢控制效果进行评估。 结果:BP神经网络建立的截肢者健侧和假肢侧的运动学映射模型，综合关联度达到98.7%。相对于传统髋离断假肢，动力髋离断假肢髋关节的最大屈曲角度提升了105.5%，截肢者的步态对称性指标S Ⅰ和R Ⅱ分别提升了74.2%和72.2%。 结论:动力型髋离断假肢控制系统能提高假肢穿戴者的步态对称性。

目的:评价不同运动干预方式对护理人员肌肉骨骼疾患（MSD）的作用。方法:于2021年9月，通过Embase、PubMed、Clinical Trails、万方、中国知网等数据库，对患有MSD的护理人员实施运动干预的文献进行检索，检索时间为建库至2021年8月,文献质量评价采用Cochrane偏倚风险评估工具和MINORS条目，采用描述性系统评价对研究结果进行分析和评价。结果:共纳入7篇文献，包括6篇随机对照试验和1篇非随机对照试验。文献研究结果分析发现，共产生肌力训练、肌力训练+拉伸/灵活度训练、Back School项目3种运动干预，均可降低护理人员MSD症状的疼痛程度。肌力训练可改善护理人员肌肉功能、提升生活质量；肌力训练+拉伸/灵活度训练可提高肌力、身体活动范围及运动自我效能；Back School项目对于改善护理人员身体不良姿态成效明显。结论:运动干预对控制护理人员MSD症状有一定效果，管理者可针对不同MSD症状制定相应运动策略。