《学术前沿》为您分享使用了Qualisys运动捕捉系统采集实验数据的学术论文。本期是2023年2月份国外期刊刊登的4篇论文，研究方向涉及医学、康复、外骨骼等领域。
论文来源于以下期刊：
scientific reports（IF=4.996 ）
brain sciences（IF=3.333）
sensors（IF=3.847 ）
Independence and upper extremity functioning after spinal cord injury: a cross‑sectional study
脊髓损伤后独立性和上肢功能：横断面研究
作者：Lamprini Lili, Katharina S. Sunnerhagen, Tiina Rekand & Margit Alt Murphy
期刊：scientific reports（IF=4.996 ）
上：C6 AIS C脊髓损伤患者喝水时的初始位置和反光标记点的放置位置
下：患者手上的反光标记点的切向速度分布和运动单元数
摘要:
上肢功能对于实现日常生活活动（ADL）的独立性非常重要。为了指导康复实践，需要更好地理解脊髓损伤（SCI）后ADL独立性的不同方面与上肢功能之间的关系。本文旨在确定ADL中独立性的哪些方面与颈椎或胸椎脊髓损伤患者的上肢功能相关。共招募了25名已确诊颈椎或胸椎脊髓损伤的成年人（平均年龄58.4岁，72%为男性）。ADL的独立性通过脊髓独立性测量（SCIM-III）进行评估，上肢功能通过运动学测量（喝水时的运动时间、平稳性和手腕角度）、握力、上肢运动和感觉评分、积木盒障碍测试（BBT）、上肢动作研究量表（ARAT）和上肢基本数据集（ISCI-手和ISCI-肩）进行评估。采用Spearman相关系数进行数据分析。SCIM-self-care子量表，特别是进食和穿衣项目，与运动时间和平稳性、握力、ARAT、BBT和ISCI-Hand中度相关（r≥0.5）。scm -呼吸/括约肌分量表和scm -活动能力与上肢评估的相关性非常低。然而，在项目之间，呼吸和床/轮椅移动显示中等相关性。在颈椎或胸椎脊髓损伤患者中，独立的自理能力和独立的进食/穿衣、呼吸和床上/轮椅活动能力依赖于上肢功能。运动时间、平稳性、BBT、握力、ARAT、ISCI-手可作为ADL独立性的指标。这些发现可以为临床实践在脊髓损伤患者的ADL中选择上肢评估提供指导。
DOI: 10.1038/s41598-023-29986-y
Biomechanical Analysis of Unplanned Gait Termination According to a Stop-Signal Task Performance: A Preliminary Study
基于停止信号能力的非计划步态终止的生物力学分析：初步研究
作者：Dong-Kyun Koo，Jung-Won Kwon
期刊：brain sciences（IF=3.333）
摘要：
认知抑制与补偿平衡反应存在相关性；然而，反应抑制与步态终止之间的相关性尚不清楚。
目的：本研究的目的是调查两组患者在非计划步态终止（UGT）期间发生的下肢步态参数，并按停止信号反应时间（SSRT）进行分类。
方法：20名年轻人分别进行停止信号任务和非计划步态终止的试验。UGT要求在随机选择的试验中，受试者在听到听觉线索时停止。比较各组在UGT期间的时空和运动学步态参数。
结果：在第一阶段，快组膝关节屈曲和踝跖屈的角度和角速度明显大于慢组（p＜0.05）。第二阶段显示，快速组的伸膝角度和角速度明显大于慢速组（p＜0.05）。在相关分析中，第一阶段UGT中膝关节屈曲和踝跖屈的角度和角速度与SSRT呈负相关（p ＜0.05）。第二阶段显示UGT期间膝关节外展角度和角速度与SSRT呈负相关（p＜0.05）。
结论：SSRT越短，为步态终止而准备和调整的踝关节或膝关节的角度和关节角速度就越大。SSRT和UGT之间的相关性表明，参与者抑制早期脚趾反应的能力与他们在需要选择的环境中做出正确步态模式的能力有关。
关键词：gait termination; 3D motion capture; response inhibition 步态终止；3D运动捕捉；反应抑制
DOI：10.3390/brainsci13020304
Repeatability and Temporal Consistency of Lower Limb Biomechanical Variables Expressing Interlimb Coordination during the Double-Support Phase in People with and without Stroke Sequelae
中风后遗症患者双支撑期下肢生物力学变量的重复性和时间一致性
作者：Ana G. B. Couto，Mário A. P. Vaz， Liliana Pinho ，José Félix，Juliana Moreira，Francisco Pinho，Inês Albuquerque Mesquita ，António Mesquita Montes，Carlos Crasto，Andreia S. P. Sousa
期刊：sensors（IF=3.847 ）
摘要：为了评估中风后受试者的运动功能障碍和相关的变异性，需要可靠的生物力学方法来评估双支撑阶段的肢体间协调。获得的数据可以为康复计划的设计和监测提供重要的帮助。本研究旨在确定在中风后遗症患者和无中风后遗症患者双支撑行走期间，获得足够的下肢运动学、动力学和肌电变量的重复性和时间一致性值所需的最小步态周期数。采集胫骨前肌、比目鱼肌、腓肠肌、股直肌、股内侧肌、股二头肌和臀大肌的关节位置、质心的外部机械功和表面肌电进行分析。对有和无中风后遗症的参与者的健侧和患侧以及优势和非优势肢体分别在后肢体或前肢姿态时进行评估。组内相关系数用于评估组内试验和组间试验一致性分析。对于每个阶段研究的大部分运动学和动力学变量，两组、肢体和姿态都需要2 ~ 3个试验。肌电数据具有较高的变异性，因此需要进行2到＞10次的试验。在全球范围内，运动学所需的试验数量为1至＞10次不等，动力学为1至9次不等，肌电为1至＞10次不等。因此，对于双支撑分析，为了评估横断面研究中的运动学和动力学变量，需要进行三次步态试验，而对于纵向研究，则需要进行更多的运动学、动力学和肌电试验（＞10次）。
关键词：
post-stroke; gait; human movement variability; kinematic parameters; kinetic parameters;electromyographic parameters; test–retest reliability
中风后；步态；人体运动的变异性；运动学参数；动力学参数；肌点参数；两次试验的可靠性
DOI：10.3390/s23052526
Biomimetic Tendon-Based Mechanism for Finger Flexion and Extension in a Soft Hand Exoskeleton: Design and Experimental Assessment
柔性手部外骨骼中基于仿生肌腱的手指屈伸机制：设计与实验评估
作者：Mohamed H. Abdelhafiz, Lotte N. S. Andreasen Struijk, Strahinja Dosen, Erika G. Spaich
期刊：sensors（IF=3.847 ）
手部伸展：绿线代表近端指骨，蓝线代表中端指骨，红线代表远端指骨
左-使用传统机制；右-使用本文提出的方法。
摘要：
本研究提出了一种仿生外肌腱路由配置，用于基于肌腱的机制，以进行手指屈伸，利用单个电机来降低系统的复杂性。该结构主要是受人体肌肉骨骼系统的外部肌肉-肌腱单位的启发而研发。内在肌肉-肌腱单元的功能通过对外在单元的配置稍加修改而得到部分补偿。在人工手指上对该方案在屈伸过程中产生的手指运动学进行了实验评估，并与使用传统机制（在末节指骨处插入一个外腱）的结果进行了比较。实验在9名健康受试者身上进行，受试者佩戴带有新型肌腱机构的软式外骨骼手套。与传统方法相反，该机制成功地防止了远端指间关节（DIP）和掌指关节（MCP）的过度伸展。在屈曲过程中，对于相同的近端指间关节（PIP）角度，新型机构产生的DIP关节角度小于传统方法产生的角度。这提供了更接近随意屈曲运动的屈曲轨迹，避免了DIP和PIP关节之间紧张的指间关节连接。最后，当应用于僵硬的人工手指（模拟痉挛状态）时，所提出的解决方案产生了类似的轨迹。因此，结果表明所提出的方法确实是所设想的柔性手部外骨骼系统的有效解决方案。
关键词：
hand exoskeleton; assistive devices; rehabilitation devices; tendon-based systems
手部外骨骼；辅助器具；康复设备；基于肌腱的系统
DOI：10.3390/s23042272
