目的:设计基于计算机视觉和人体关键点检测神经网络模型的人体下肢运动检测系统,以非接触的方式实现三维空间中的人体下肢运动情况检测.方法:首先,搭建运动数据采集平台,获取人体下肢运动图像,并基于OpenPose神经网络模型提取每一帧图像中下肢关键点的二维图像坐标.其次,结合运动数据采集平台中的视觉传感器的位姿信息,基于计算机视觉算法解算关键点的空间坐标,解析三维空间中的下肢运动情况.最后,以骑行运动为例、以动作捕捉系统同时采集的运动数据为标准,分析该系统在不同运动速度时的数据解算情况.结果:骑行速度为0.8、1.3、2.1 m/s时,该系统解算的数据和动作捕捉系统获得的数据的皮尔逊相关系数分别为0.950、0.917、0.828,均在强相关范围内.结论:该系统解算的数据可反映下肢运动情况,对三维空间的下肢运动检测有一定效果.

在康复医学中采用肢体运动进行功能评估与客观化训练设计是研究热点[1];借助非侵入式的人体运动解析来优化康复过程与效果已成趋势;相关研究通常采取行为捕捉与追踪技术,可分为基于视频人形骨架点与惯性传感器两类,已广泛应用于上肢康复、平衡评估与步态分析等方面[2-5].基于惯性传感器的方式虽准确性高但存在交互弱、成本高、体感不适、隐私泄露等问题[6].

目的 研究放大镜及显微镜对口腔技师实操应用时的人体工程学影响,对比裸眼、放大镜及显微镜工作条件下技师的工作姿势,从人体工程学的人体姿势评价指标对放大镜及显微镜工具的实操应用价值进行对比评价.方法 在四川大学华西口腔医学技术教研室选择3名已熟练掌握放大镜及显微镜工具的技师,进行前瞻性随机对照试验.试验前在操作位置的矢状位、俯视位、背侧位分别安装相机设备,每人依次在裸眼(A空白对照组)、3.5倍头戴式放大镜(B放大镜组)和9倍技工显微镜(C显微镜组)下,瓷贴面采用椅旁计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM)设备切削底层+饰面的设计方案,按照标准流程分别完成5颗右上中切牙瓷贴面的制作,全程通过录像完成姿势记录.每次操作完成后,采用OpenPose对视频数据的人体姿态进行识别,而后使用MATLAB计算上肢工作姿势中手臂、手肘、手腕、颈部及躯干角度等各关节角度,计算对应的快速上肢评估(RULA)分值,同时结合记录的实操时间进行人体工程学优势评价,采用SPSS 26.0统计学软件对汇总数据进行统计分析.结果 人体上肢关节角度分析结果显示,裸眼组的手臂、手肘、手腕、颈部及躯干角度分别为14.93°±9.44°、120.19°±2.99°、23.97°±2.84°、47.27°±5.72°及7.76°±2.30°,上述各关节角度在3组间的差异均具有统计学意义(P<0.05);与裸眼组相比,颈部及躯干角度在放大镜组分别降低了29.09％和42.53％,在显微镜组明显分别下降了43.99％和87.11％.通过LSD方法进行多重比较,在颈部角度与躯干角度中,裸眼组和放大镜组间的差异有统计学意义(P<0.05),裸眼组和显微镜组间的差异有统计学意义(P<0.05),放大镜组和显微镜组间的差异也具有统计学意义(P<0.05).RULA分值分析结果显示,裸眼组、放大镜组和显微镜组的RULA平均值分别为(6.24±0.34)、(5.53±0.35)、(3.31±0.19)分;与裸眼组相比,放大镜组的RULA平均值降低,显微镜组的RULA平均值显著降低,各两组间的差异均有统计学意义(P<0.05);显微镜组的RULA平均值比放大镜组的显著降低(P<0.05).实操时间的分析结果显示,裸眼组、放大镜组和显微镜组的平均实操时间分别为(50.69±36.78)、(52.01±34.65)及(59.44±35.81)min,3组间的差异无统计学意义(P>0.05).结论 放大镜和显微镜均能改善口腔技师实操时的人体工作姿势,在有利技师的人体工程学便利上,显微镜有更好的效果.