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上肢运动

上肢运动
上肢运动

1、直臂回环

2、一拍间隔

3、屈肘伸展,手臂前伸,上举,前伸,握拳收

4、扩胸xx拳,曲臂由前至旁,上举

5、振臂摆动

6、曲臂摆动

7、一排间隔

二、肩部运动(踏步)

1、前平曲臂耸肩,手臂胸前曲臂,半握拳

2、前平耸肩压腕

3、体前直臂体前45度

4、侧曲耸肩双手搭于肩上,耸肩

5、直臂扣展体前45度,手心相对,翻转与体后

6、侧平耸肩

7、垂臂耸肩

三、体侧运动

1、前半侧摆,双手前平伸,掌心相对

2、平曲侧摆,体前平曲,空拳

3、体侧摆臂,左右抡臂(上下)

4、后直摆动,鱼尾伏

5、展胸侧摆,双手抱于后脑勺

6、翻手上举,双手交叉握举至头顶

7、夹脊侧摆,双手背于体后,手心相握向上

1、前曲后摆臂,类似举手,交替

2、侧臂摆动,一手侧平举,一手胸前曲臂

3、直臂摆动,一手前平伸,一手后摆臂(交替)

4、正步摆动

5、前侧摆臂,一手前平,一手侧平90度

6、击掌摆动,胸前直臂击掌两次,后击掌两次

7、垂臂摆动,手臂直,硬向后摆动

五、肩胯运动(左右摆髋一拍一次)

1、侧平耸肩

2、平曲措肩,胸前曲臂,交替上下

3、侧曲摆髋,双手搭肩

4、侧曲摆动,双手空拳在肩上划半弧线

5、垂臂措肩,自然下垂,措肩

6、前平措肩,体前平伸,手心向下

7、屈肘措肩,双手放于腰间,空拳

六、伸展运动(踏步)

1、伸展下摆前上前下

2、侧身下摆侧平上侧下

3、前侧下摆前平侧平前平下摆

4、侧曲摆动肩上肩下

5、伸展侧下摆前侧前上前侧前下

6、平曲击掌侧平胸前曲臂侧平上举击掌

7、直臂摆动一手前伸平掌心向下一手后摆

七、整理运动(左右摆髋两拍一次)

1、侧摆髋,双手叉腰

2、侧平摆髋,双手侧平

3、平曲摆髋,双手胸前平屈

4、前曲摆髋,双手曲臂举高

5、曲伸摆髋、一手直臂,一手放在肘关节

6、前曲摆动,空心拳,像举手一样

7、体前直臂,双手与身体45度斜前下方

上肢运动参与肌肉

运动上肢各关节的主要肌群 -----主讲人:郎晟

上肢肌肉名称、起止点及训练方法

肌肉收缩的形式 肌肉对单个刺激发生的机械反应称为单收缩。 根据肌肉收缩时肌长度和肌张力的变化,可将肌肉收缩分为三种形式。 1、缩短收缩(向心收缩)特点:张力大于外加阻力,肌长度缩短。作用:是肌肉运动的主要形式,是实现动力性运动的基础(如挥臂、高抬腿等)。 (1)等张收缩外加阻力恒定,当张力发展到足以克服外加阻力后,张力不再发生变化。但在不同的关节角度时,肌肉收缩产生的张力则有所不同。在关节运动的整个范围内,肌肉用力最大的一点称为“顶点”。在此关节角度下,骨杠杆效率最差。如:推举杠铃,关节角度在120°时肱二头肌收缩张力最大,关节角度在30°时肱二头肌收缩张力最小。最大等长收缩时,只有在“顶点”即骨杠杆效率最差的关节角度下,肌肉才有可能达到最大收缩。而在其他关节角度下,肌肉收缩均小于自身最大力量。在整个关节活动的范围内,肌肉做等张收缩时所产生的张力往往不是肌肉的最大张力。 (2)等动收缩在整个关节活动范围内,肌肉以恒定速度进行的最大用力收缩。但器械阻力不恒定。等动练习器:在离心制动器上连一条尼龙绳,由于离心制动作用,扯动绳子越快,器械产生的阻力就越大。特点:器械产生的阻力与肌肉用力的大小相适应。等动收缩的优点:外加阻力能随关节活动的变化而精确地进行调整,使肌肉在整个关节活动范围内都能产生最大的肌张力。 2、拉长收缩(离心收缩)特点:张力小于外加阻力,肌长度拉长。作用:缓冲、制动、减速、克服重力。如:蹲起运动、下坡跑、下楼梯、从高处跳落等动作,相关肌群做离心收缩可避免运动损伤。

运动功能评定量表(培训学习)

运动功能评定量表项目计分标准 仰卧至侧卧0—完全依赖 1—通过健测上肢和下肢的帮助翻至侧卧,但没有屈膝。 2—主动将腿跨到对侧,带动下半侧至侧卧,上肢滞留在后。 3—两上肢抬高转向一侧,一侧下肢主动跨向对侧,身体随之呈侧卧。4—主动将一侧上肢转向对侧,身身体其余部分随之呈侧卧。 5—移动上肢和下肢,翻至侧卧,但失去平衡,并有上肢前屈和肩部前伸。6—3秒钟内翻至侧卧,不用手帮助。 仰卧至床边坐0—完全依赖。 1—帮助病人至侧卧,可向侧方抬起头,但不能做起。 2—病人自己控制头的位置,治疗师帮助病人从侧卧之床边坐。 3—治疗是站在病人的旁边,帮助下肢置床边,病人从侧卧至床边坐。4—没有治疗师监护,病人从测至床边坐。 5—没有治疗师监护,病人从仰卧至床边坐。 6—没有治疗师监护,在10秒钟内,病人从仰卧至床边坐。 坐位平衡0—不能坐 1—只有在治疗师的帮助下,才能保持坐位平衡。 2—双膝和足并在一起足支撑在地面,在无帮助下可坐10秒钟。 3—重心前移置髋部,并均匀分布于两侧,头和胸椎伸展,在无支持下保持坐位平衡。 4—无支持下座位,可转头向后看,两足并在一起,放在地上,两手放在大腿上(下肢不得外展或不能移动足,不许手支持在体侧)。 5—无支持下座位,并能将重心前移至手触地,再返回到原坐位,手触地至少在足前10cm(两足放在地上,不允许两足放在地上,不允许病人抓住某支撑物,必要时可用患侧上肢支撑,下肢和足不得移动)。6—坐在无支持的方凳上,能侧移重心至手触地,再返回到原位(两足放在地上,不允许两足放在地上,不允许病人抓住某支撑物,必要时可用患侧上肢支撑,下肢和足不得移动,重心不能前移)。 坐位至站立体0—不能站 1—在治疗师的帮助下站起。 2—治疗师站在病人旁边,用手给予支持下,患者站起,但体重分布不均。3—病人自己站起,体重均匀分布于两侧。 4—病人自己站起,并在伸髋伸膝位能站5秒钟,体重平匀分布于两侧。5—无治疗师监护下,能从坐位站起,再回到坐位,并体重分布对称和充分伸髋。 6—无治疗师监护下,能从坐位站起,再回到坐位,10秒钟内可重复3次,并有体重分布对称。 行走0—不能行走。 1—在治疗师的监护下,患腿支撑并呈伸髋位,健腿可向前迈。2—能在1人监护下行走。 3—无监护人下,用任何支具或独立行走3m(或10步)

一种上肢运动功能评价方法的初步研究_杜俊敏

中国康复医学杂志,2007年,第22卷,第11期ChineseJournalofRehabilitationMedicine,Nov.2007,Vol.22,No.11 ?康复医学工程?一种上肢运动功能评价方法的初步研究 杜俊敏1史海文1袁修干1 摘要目的:通过研究健康人上肢点取前方不同目标点的定位运动规律,探讨评价上肢运动障碍者运动功能的新方 法,尝试为肢体运动障碍者的康复训练和检测提供对照和比较。方法:选择21名健康男性自愿者,设计并进行了人 体上肢定位实验,得到了拾取时间数据,通过数据分析,探讨人体上肢拾取不同位置目标点的运动时间特性,以此为 参考可以对肢体运动障碍者的上肢定位运动功能进行评价。结果:实验数据分析表明,在人体上肢定位运动中,点取 前方不同位置目标点时食指尖运动持续时间存在较大差异,并且具有很强的规律性。结论:以健康人的上肢定位运 动规律为比照,用食指尖运动持续时间来评价肢体运动障碍者的上肢定位运动功能,是一种简单、可行的方法。 关键词人体上肢;定位运动;运动功能;运动功能障碍;评价方法 中图分类号:R493文献标识码:A文章编号:1001-1242(2007)-11-1011-03 Anevaluationmethodonmovementfunctionofhumanupperlimb/DUJunmin,SHIHaiwen,YUAN Xiugan//ChineseJournalofRehabilitationMedicine,2007,22(11):1011—1013 AbstractObjective:Tostudythepointingmovementcharacteristicsofhealthyhuman′supperlimbwhenpointing thedifferenttargetsonthefrontboard,andtodiscussthenewmethodofevaluatingupperlimbmovementfunction formovementdisorderpatientstoprovidethereferencesforrehabilitationtraininganddetectionofmovement disorderpatients.Method:Twenty-onemalehealthyvolunteerswerechosen.Thepointingexperimentofhuman upperlimbwasdesignedandcarriedout.Bythestatisticanalysisofexperimentaldata,thecharacteristicsof pointingmovementtimefordifferenttargetswerediscussedtouseasthereferencesformovementfunction evaluationonmovementdisorderpatients.Result:Theexperimentaldataindicatedtheforefinger-tip′smotion durationswereobviousdifferent,andshowedpossessingverystrongregularity.Conclusion:Contrastwiththeupper limbpointingcharacteristicsofhealthyhuman,theforefinger-tip′smotiondurationcanbeusedasmovement functionindexonevaluatingthemovementfunctionofmovementdisorderpatients.Thenewmethodiseasyand simpletoimplement. Author′saddressInstituteofMan-Machine-EnvironmentEngineering,BeihangUniversity,Beijing,100083 Keywordshumanupperlimb;pointingmovement;movementfunction;movementdisorder;evaluationmethod 脑卒中、帕金森、脑外伤等疾病是导致患者肢体运动功能障碍并致残的主要原因,它导致患者的生存质量下降,甚至丧失生活自理能力。在临床上,常采用药物治疗和运动训练为主的综合康复治疗,以恢复患者的肢体运动功能[1]。 在评定患者的康复治疗效果时,上肢运动功能的临床评价通常是一个重要的检测项目。除了使用常用的临床评价方法外[2],国外已将拾取运动的研究应用到了肢体运动障碍患者的康复治疗中[3—4],目前国内还未见到这方面研究工作的报道。 本文探讨了将人体上肢拾取运动的研究应用到肢体运动障碍患者康复治疗上的新方法。指导思想是通过研究健康人的上肢拾取运动规律,为肢体运动障碍者的病态运动提供参照,提出健康人和肢体运动障碍患者上肢运动功能的一种对比评价方法。具体做法是:充分考虑健康人在进行上肢运动时的肌肉、关节活动度、视觉、立体觉、位置觉和大脑的活动协调能力,设计一个健康人从不同的起始点点取不同位置目标点的上肢定位点取实验,得到健康人上肢定位运动的时间规律,以食指尖的运动时间作为考查指标,进行健康人和肢体运动障碍患者的上肢运动功能的对比评价,以指导患者的康复治疗。 1实验方法 1.1对象与方法 1.1.1研究对象:21名男性健康青年,年龄21—29岁,身高1.69—1.75m,体重56—75kg,均为右利手。1.1.2研究方法:用三维运动跟踪系统全程记录定位运动过程,获得实验数据。采用六镜头的Vicon460运动跟踪系统,采样频率120Hz。实验任务如图1所示。目标板固定在桌子上,与垂直面有17° 1北京航空航天大学人-机-环境工程研究所,北京,100083 作者简介:杜俊敏,女,博士研究生 收稿日期:2007-01-30 1011

行人检测与跟踪国内外研究现状

行人检测与跟踪国内外研究现状 1.2行人检测与跟踪国内外研究现状 视觉跟踪和目标检测是计算机视觉领域内较早开始的研究方向。经过几十年的积累,这两个方向已经取得了显著的发展。然而,很多方法只是在相对较好地程度上解决了一些关键问题。并且仍旧有不少一般性的关键问题未得到有效的解决。国内外很多研究机构都在致力于研究和发展这两个方向。近些年这两个方向持续发展,涌现了很多比较优秀的方法。国外的很多大学和研究机构(如卡内基梅隆大学、南加州大学和法国国家计算机科学与控制研究所等)都有计算机视觉小组,长期地研究视频跟踪和目标检测。国内的很多大学和研究所等(如清华大学、上海交大和自动化所等)也有相关的研究小组,并取得了一些优秀的研究成果。 1.2.1行人检测技术国内外研究现状 中科院计算机科学重点实验室孙庆杰等人利用基于侧影的人体模型及其对应的概率模型,提出了一种基于矩形拟合的人体检测算法。中科院自动化所谭铁牛等对人运动进行视觉分析,其核心是利用计算机视觉技术从图像序列中检测、跟踪、识别人并对其行为进行理解与描述,它主要应用在视觉监控领域和基于步态的身份鉴定。步态识别就是根据人们走路的姿势进行身份鉴定,依据人体行走运动很大程度上依赖于轮廓随着时间的形状变化的直观想法,提出一种基于时空轮廓分析的步态识别算法;基于行走运动的关节角度变化包含着丰富的个体识别信息的思想,提出一种基于模型的步态识别算法。实验结果表明该算法不仅获得了令人鼓舞的识别性能,而且拥有相对较低的计算代价。但是该方法只能检测出运动的行人。 西安交通大学郑南宁等研究了利用支持向量机识别行人的方法,通过稀疏Gabor滤波器提取行人样本图像中行人的特征,然后利用支持向量机来训练所提取的样本特征,并用训练得到的分类器通过遍历图像的方式将图像中可能属于行人的窗口提取出来。尽管用Gabor滤波器提取特征效果相对较好,但耗时很长,不适合于实时图像的处理。 上海交通大学田广等提出了一种coarse-to-fine的行人检测方法,将一个人建模成人体自然部位的组装,人体的所有部位包括头肩、躯干和腿、采用绝对值类Haar特征集和Edgelet特征集,在这些特征集上,采用softcascade训练各个部位的检测器和全身检测器。首先采用全身检测器在整个图像中产生候选行人区域,然后用基于贝叶斯决策的组合算法进一步确定候选区域中的行人。实验结果表明该算法有很好的检测性能能在杂乱的自然场景中有效的检测行人。但该方法的识别率是78.3%,识别率不高,且该模型比较难构建,模型求解也比较复杂。 目前,在国外许多文献中提出了基于机器视觉的行人检测方法,意大利帕尔玛大学的AlbertoBroggi教授在ARGO项目中采用一种基于外形的行人检测算法。算法首先根据行人相对于垂直轴有很强的垂直边缘对称性、尺寸和外貌比例等在

(完整word版)实验二人体上肢动作特性实验.doc=安全人机工程学=湖南工学院

实验二人体上肢动作特性实验 人体上肢动作特性涉及到灵活性、稳定性及准确性。人体动作的灵活性是指操作时的动作速度与频率。动作速度是指肢体在单位时间内移动的路程;动作频率是指每秒钟或每分钟动作重复的次数。人体动作的准确性可从动作形式(方向和动作量)、速度和力量三个方面考察。这三个方面配合恰当,动作才能与客观要求相符合,才能准确。通过以下实验可了解人体上肢动作的特性以及影响动作灵活性、准确性、稳定性的因素。 实验二-1 手指的灵活性测定 一、实验目的 人体动作的灵活性是指操作时的动作速度与频率。手指灵活性测试可用于测定手指、手、手腕的灵活性,也可测定手和眼的协调能力。 二、实验原理 通过将金属细棒插入实验板的圆孔中所需时间,测试手指动作灵活性以及手眼协调能力。比较手指插棒的运动顺序不同的所需时间验证人体上肢运动特性受影响的因素。 三、实验装置与测试仪器 采用BD-II-601型手指灵活性测试仪(见图2-1),该仪器的主要技术参数如下: 1.实验板圆孔:直径1.6mm,100个,各孔中心距20mm; 2.金属插棒:直径1.5mm,长度20mm,110个; 3.记时:1ms~9 999s,4位数字显示,内藏式整体结构; 4.记时开始与结束可按键,也可以由金属棒插入左上角第1个孔与右上角后1个孔自动进行; 5.实验用镊子:1把。 图2-1 手指灵活性测试仪

图2-2 手指灵活性测试仪面板示意图 四、实验内容 1.金属插棒放入左侧槽中,优势手拿起右侧槽中的镊子; 2.被试用镊子将左侧槽中的金属棒插入实验板的圆孔中,插入顺序分以下四种: ①先插开始位,从上至下,再从下至上,……依次逐列插入,最后插终止位; ②先插开始位,从上至下,再从第2列开始由上至下,……依次逐列插入,最后插终止位; ③先插开始位,从左至右,再从第2行由右边第一个开始至左,……依次逐行插入,最后插终止位; ④先插开始位,从左至右,再从第二行开始由左至右,……依次逐行插入,最后插终止位; 记时会自动开始,到插终止位时结束,并记录插入100个棒所需时间于表2-2; 3.每次重新开始需按“复位”键清零 五、数据整理与分析 1.测量数据 表2-2 手指的灵活性测定数据 顺序 ①②③④ 次数 1 2 3 4 平均时间

上肢运动功能评测(Fugl-Meyer评测法)

上肢运动功能评测(Fugl-Meyer评测法)部位 上肢 (坐位)运动功能评测评分标准 Ⅰ上肢反射活动 A 肱二头肌腱反射0分: 不能引出反射活动 B 肱三头肌腱反射2分: 能够引出反射活动 Ⅱ屈肌共同运动 肩关节上提0分: 完全不能进行 肩关节后缩 外展(至少90度)1分: 部分完成 外旋 肘关节屈曲 前臂旋后2分: 无停顿充分完成 Ⅲ伸肌共同运动 肩关节内收/内旋0分:

完全不能进行 肘关节伸展1分: 部分完成 前臂旋前2分: 无停顿充分完成 Ⅳ伴有共同运动的活动 A 手触腰椎0分: 没有明显活动 1分: 手必须通过髂前上棘 2分: 能顺利进行 B 肩关节屈曲90度0分: 开始时手臂立即外展或肘关节屈曲(肘关节位0度时)1分: 肩关节外展及肘关节屈曲发生在较晚时间2分: 能顺利充分完成 C 在肩关节0度肘关节90度时前臂旋前旋后运动 0分: 在进行该活动时肩关节0度但肘关节不能保持90度和完全不能完成该动作1分: 肩肘关节正确位时能在一定的范围内主动完成该活动

2分: 完全旋前,旋后活动自如 Ⅴ分离运动 A 肩关节屈曲90度肘关节0度位,前臂旋前 0分: 一开始肘关节就屈曲、前臂偏离方向不能旋前 1分: 可部分完成这个动作或者在活动时肘关节屈曲或前臂不能旋前2分: 顺利完成 B 肩关节屈曲90度~180度,肘于0度位时前臂旋前旋后 0分: 开始时肘关节屈曲或肩关节外展发生1分: 在肩部屈曲时,肘关节屈曲,肩关节外展2分: 顺利完成 C 在肩关节屈曲30度~90度时、肘关节0度位时前臂旋前旋后0分: 前臂旋前旋后完全不能进行或肩肘位不正确 1分: 能在要求肢位时部分完成旋前、旋后2分: 顺利完成

人体运动中的量的特征

?人体运动中的量的特征: 瞬时性 矢量性 相对性 独立性 1.质点的运动包括直线运动和曲线运动。 ?人体运动的始发姿势 在康复医学中,为人体运动的始发姿势,即:身体直立,面向前,双目平视,双足并立,足尖向前,双上肢下垂于体侧,掌心贴于体侧。其中手的姿势(又名中立位)是手的掌心贴于躯干两侧,是唯一有别于解剖学中的人体基本姿势的,应提起注意。 ?自由度 关节面的形态及结构决定了关节可能活动的轴,自由度与关节活动轴有关,关节轴有几个活动方向,就有几个自由度。 例如,髋关节可作屈伸、内收外展、内旋外旋三个轴的运动,有三个自由度。 力三要素:力的大小、力的方向、力的作用点。 第二节人体运动中的动力学 ?内力虽然可引起人体力学系统各部分之间的相互作用,但不能引起人体整体运动状态的改变。 ?五.人体运动中常见的力 (一)重力 (二)弹力 (三)摩擦力1.静摩擦力 2.滑动摩擦力 3.滚动摩擦力 ?(四)支撑反作用力 (五)流体作用力 (六)向心力和离心力 (3)鞭打:在克服阻力或自体位移时,上肢各环节依次加速、制动,使末端环节产生极大速度的动作形式,叫鞭打动作。如投掷。 1.上肢的基本运动形式(1)推 (2)拉 (3)鞭打 2.下肢的基本运动形式 (1)缓冲:在克服阻力时,下肢由伸展态转为较为屈曲态的动作过程。如跳远前起跳时摆动腿的动作。

(2)蹬伸:在克服阻力时,下肢由屈曲态主动转为伸展态的动作过程。如跳远前起跳时起跳腿的动作。 (3)鞭打:在完成自由泳的两腿打水动作时,下肢各环节有类似上肢的鞭打动作。 杠杆原理在康复治疗学的应用 1.省力:当阻力一定时通过缩短阻力臂/延长力臂来减少阻力矩,可以达到省力的目的。 第四节人体运动的形式和原理 2.增速 在做投掷或击打动作时,为了提高肢体未端的运动速度,应当尽量伸展肢体。通过增大阻力臂来增加肢端速度 ?2骨按形状可分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨等. ?3.结构 骨组织由骨质构成,分密质和松质。 骨密质质地致密,耐压性较大,分布于骨的表面。 骨松质呈海绵状,由相互交织的骨小梁排列而成,分布于骨的内部,骨小梁的排列与骨所承受的压力和张力的方向一致,因而能承受较大的重量。 颅盖骨表层为密质,分别称外板和内板,外板厚而坚韧,富有弹性,内板薄而松脆,故颅骨骨折多见于内板。 ?骨膜:覆盖在新鲜骨的表面(关节面除外)。骨膜由纤维结缔组织构成,含有丰富的神经和血管,对骨的营养、再生和感觉有重要作用。骨膜可分为内外两层,外层致密有许多胶原纤维束穿入骨质,使之固着于骨面。内层疏松有成骨细胞和破骨细胞,分别具有产生新骨质和破坏骨质的功能,幼年期功能非常活跃,直接参与骨的生成;成年时转为静止状态,但是,骨一旦发生损伤,如骨折,骨膜又重新恢复功能,参与骨折端的修复愈合。如骨膜剥离太多或损伤过大,则骨折愈合困难。 ?6.骨的代谢 骨构建(modeling):在人的生长期,骨的形成大于骨的吸收,骨量呈线性增长,表现为骨皮质增厚,骨松质更密集,这一过程称为骨构建。 骨重建(remodeling):成人时期,骨生长停止,但骨的形成和吸收还在继续,处于一种平衡状态,称为骨重建。 ?7.骨的钙化 概念:在成骨细胞合成并分泌骨的有机成分(有机基质)后、在一定的条件下无机盐有序地沉积于有机质内的过程。

人体下肢运动分析

大连理工大学 硕士学位论文 人体下肢运动分析 姓名:王晏 申请学位级别:硕士专业:通信与信息系统指导教师:孙怡 20050317

摘要 近些年来,人体运动的跟踪与分析在图像处理和计算机视觉领域引起许多学者的关注。这一课题在智能监视系统、虚拟现实、高级用户接口、运动分析和基于模型的图像编码等方面具有广阔的应用前景。利用图像序列进行人体运动的跟踪与分析包含四个基本内容:(1)从背景中提取运动目标;(2)从运动目标中分出人体目标;(3)运动人体的跟踪;(4)人体行为的理解与描述。其中,人体运动的跟踪和标定是人体运动跟踪与分析过程的关键,是进一步识别和理解人体运动行为的基础。本文提出了一种行走人体下肢关节点定位的算法。该算法是根据人行走时呈现的几何特性对人体的下肢关节点进行定位。 行走人体下肢关节定位算法处理的是由摄像机摄入的视频图像序列。首先经过背景去除,把人体区域从图像中提取出来。在得到干净的人体区域后,就可以获得人体的高度和宽度参数,以便进一步实现下肢关节点的定位。 经过背景去除和获得高度参数后,就要根据人体行走时所呈现的几何特征进行下肢关节点的定位。本文首先对侧面行走人体下肢关节点进行了定位。人在侧面行走时腿部长度是无失真的,因此,根据腿部的长度约束和关节点的运动约束进行了关节点定位。本文继而对正面行走人体下肢关节点进行了定位,对于正面行走的人体,其腿部长度在二维图像中有时会出现失真,因此,不能简单的根据腿部的长度约束进行定位。本文针对正面行走人体腿部边缘特性,结合腿部长度约束对膝关节进行了定位,并且根据腿部边缘特点对人体小腿长度进行了调整,运用调整后的小腿长度约束对人体踩关节进行了定位。在侧面行走人体和正面行走人体下肢关节定位的研究基础上,进一步研究了任意行走姿态下人体髋关节和膝关节的定位。根据人体行走时腿部的边缘信息用直线拟合的方法,并且结合腿部长度约束进行了膝关节的定位。 论文给出了侧面、正面以及任意行走姿态下人体下肢关节点定位的实验结果。对于侧面行走人体,本文检验了两种人体模型软件生成的人体行走序列,并且对实际拍摄的侧面人体行走序列也进行了髋关节和膝关节的定位。对于正面和任意行走姿态下的人体,只检验了由POSER3.0生成的模型序列。实验结果表明,本文所提出的算法可以对行走人体的下肢关节点进行较为准确的定位,并且算法简单易行,可

上肢功能锻炼

锁骨骨折 一.早、中期 第一周骨折复位固定后,颈腕悬吊,下床活动,进行患肢握拳、伸指、分指、屈伸、腕绕环、肘屈伸,前臂旋转、旋后等主动练习,每次下,每天次. 第二周增加肌肉地收缩练习,如捏小球、抗阻腕屈伸运动. 第三周增加抗阻地肘屈伸与前臂旋前、旋后运动. 二.晚期骨折基本愈合,进入此期. 第~日患者颈腕悬吊位,做肩前后及肩内外摆动,每次下,每天次. 第~日开始做肩关节各方向和各轴位地主动运动、助力运动和肩带肌地抗组练习,如双手握小哑铃,每个动作~次. 第周增加肩外展和后伸主动牵伸:双手持棒上举,将棍棒放颈后,使肩外展、外旋,避免做大幅度和用大力地肩内收与前屈练习. 第周增加肩前屈主动牵伸,肩内外旋牵伸:双手持棒体后下垂将棍棒向上提,使肩内旋. 在术后固定期间,应主动进行手指握拳、腕关节地屈伸、肘关节屈伸及肩关节外展、外旋和后伸运动,不宜做肩前屈、内收地动作. 肩锁关节脱位 一.骨折早期(—周) . 复位固定后行患肢握拳及手指伸屈、对指对掌及分指锻炼,腕关节地屈伸和肘关节地屈伸锻炼,每天—次,每次一下. . 肩关节被动、缓慢活动为主,每天次,每次分钟. ①钟摆练习:用健手托住患侧前臂做顺时针和逆时针划拳运动. ②被动肩关节前屈上举练习:一手托住患侧上臂,一手握住患侧前臂,做肩关节被动前屈上举,每次保持秒,再放回原位. ③被动外旋练习:去枕平卧位,上臂外展度,肘关节屈曲,一手托住患者上臂,另一手握住腕部做肩关节被动外旋. ④被动外展、内收、内旋练习:平卧位,帮助患者进行肩关节被动外展、内收、内旋练习. 二.骨折中期(—周)

. 爬墙练习: 手顺墙面向上爬,直至肩关节有牵拉感,保持数秒后放松,每天—组,每组~次. . 肩关节等长收缩练习, . 日常活动训练,鼓励用患手进行洗脸、洗澡、穿衣等. 三.骨折晚期(术后周以后) 主动加强患肢关节活动和负重练习,增加肩关节活动度训练地强度、范围、运动量和持续时间,每天次,每次分钟. 肱骨外科颈骨折 一.第一阶段(术后~ ) 骨折复位后颈腕悬吊,进行手指地握拳、伸指及腕关节屈曲和背伸练习.握拳每次维持、放松,重复次为组练习,每日练习~组. 二.第二阶段(术后~周) ①被动练习肩部前屈后伸:一手按住患侧肩部.一手扶住肘关节,先轻度活动.逐步增加肩关节活动范围.重复次为组练习.每天训练组.但外展型骨折禁止患肢外展,内收型骨折禁止患肢内收动作. ②指导患者主动进行患侧肩关节地锻炼:患者健手扶床栏等物.保持身体稳定,患肩呈前屈状维持秒,每天上午、下午各次.每次分钟. 三.第三阶段(术后~周) ①划圆圈或做钟摆样前后、左右运动.顺时针或逆时针在水平面划圆圈.活动范围由小到大,每次活动~下,每天次. ②将患侧手置于背后.然后用健侧手托扶患侧手去触摸健侧肩胛骨. ③举臂摸头后部(肩外展外旋). ④反臂摸腰.即用患侧手指背侧触摸腰部肩外展、内旋、后伸). ⑤患侧手横过面鄢去触摸健侧耳朵(肩内收,外旋). ⑥爬墙:患者面墙而立,患者地食、中指在墙上爬动.使患肢上抬,待不能再往上爬时,做好标记.以后逐步改善.每天进行次,每次重复遍. 四.第四阶段(术后~周) 除按照上面训练项目每日完成外,还做日常生活地自理训练,如用患肢拧干毛巾洗脸、刷牙、梳头,练习过患侧头顶摸对侧耳朵.

人体目标检测与跟踪算法研究

人体目标检测与跟踪算法研究 摘要:近些年以来,基于视频中人体目标的检测与跟踪技术研究越来越被重视。然而,由于受到目标自身特征多样性和目标所处环境的复杂性和不确定性的影响,现存算法的性能受到很大的限制。本文对目前所存在的问题进行了分析,并提出了三帧差分法和改进阈值分割法相结合的运动目标检测算法和多特征融合的改进运动目标跟踪算法。这两种算法不仅可以准确有效的检测出运动目标而且能够满足实时性的要求,有效的解决了因光照变化和目标遮挡等情况造成的运动目标跟踪准确度下降或跟踪目标丢失等问题。 关键词:三帧差分,Camshift,阈值分割 Research Based on Human Target Detectionand Tracking Algorithm Abstract: In recent years, human object detection and tracking become more and more important. However the complexity, uncertainty environment and the target’s own diversity limit the performance of existing algorithms. The main works of this paper is to study and analysis the main algorithm of the human object detection and tracking, and proposes a new moving target detection method based on three-frame difference method and threshold segmentation and improved Camshift tracking algorithm based on multi-feature fusion. These algorithm can satisfy the real-time, while accurately and efficiently detect moving targets, and also effectively solves the problem of tracking object lost or misplaced under illumination change or target occlusion. Keywords: three-frame difference, Camshift, threshold segmentation 一、绪论 (一)选题的背景和意义 人类和动物主要通过眼睛来感受和认知外部世界。人类通过视觉所获取的信息占了60%[1],因此,在开发和完善人工智能的过程中,赋予机器视觉的功能这一操作极不可缺少。完善上述功能需要以许多技术为基础,特别是运动目标的检测与跟踪技术。近些年以来,此技术受到了越来越多的关注[2]。目前,此技术也在各领域得到了充分的应用,涵盖的领域有智能交通、导航、智能视频监控、精确制导、人机交互和多媒体视频编码压缩技术等。

正常人体运动学 第四章 肩关节运动学

第四章关节运动学 第一节概述 第二节上肢运动学 第三节下肢运动学 第四节颈部和躯干运动学 第一节概述 二、关节的分类① 按关节运动轴的数目和关节面的形状,关节可分为单轴关节、双轴关节和多轴关节。 1. 单轴关节 运动环节(指能绕关节运动的相邻部分)只能绕一个运动轴运动的关节称为单轴关节,包括滑车关节和圆柱关节。 ●滑车(屈戍)关节 ●圆柱(车轴)关节 2. 双轴关节 有两个相互垂直的运动轴,构成关节的骨可在两个互相垂直的平面内运动,也可作环转运动。包括椭圆关节和鞍状关节。 ●椭圆关节 ●鞍状关节 3. 多轴关节 具有3个相互垂直的运动轴,可作各个方向的运动。包括球窝关节和平面关节。 ●球窝关节 ●平面关节 关节的分类② 根据构成关节骨的数目,关节可分为单关节和复合关节。 1. 单关节 由两个骨的关节面组成,即一个关节头和一个关节窝,如肩关节和髋关节。 2. 复合关节 由两个以上的关节面构成多个单关节,包在一个关节囊内,每个单关节都能活动,如肘关节 关节的分类③ 根据关节的运动形式,关节可分为单动关节和联动关节。 1. 单动关节 能单独进行活动的关节叫单动关节,绝大多数关节属于此类关节,如肩关节、踝关节。 2. 联动关节 也称联合关节,两个或多个独立关节,同时进行活动,共同完成一个动作,如前臂的桡尺近侧关节和桡尺远侧关节。 三、关节的运动 1. 屈、伸 运动环节在矢状面内,绕冠状轴运动。向前运动为屈;向后运动为伸,但膝、踝关节则相反。 屈:两骨之间角度变小 伸:两骨之间角度变大 2. 外展、内收 运动环节在冠状面内,绕矢状轴运动。远离正中面为外展;靠近正中面为内收。 收:骨向正中矢状面靠拢 展:骨远离正中矢状面 3. 回旋 运动环节绕垂直轴或自身的长轴旋转。由前向内的旋转称内旋(或叫旋前);由前向外旋转称外旋(旋后)。内旋:骨向前内侧旋转 外旋:骨向后外侧旋转 4. 环转

上肢运动

一、上肢运动(踏步) 1、直臂回环 2、一拍间隔 3、屈肘伸展,手臂前伸,上举,前伸,握拳收 4、扩胸上冲拳,曲臂由前至旁,上举 5、振臂摆动 6、曲臂摆动 7、一排间隔 二、肩部运动(踏步) 1、前平曲臂耸肩,手臂胸前曲臂,半握拳 2、前平耸肩压腕 3、体前直臂体前45度 4、侧曲耸肩双手搭于肩上,耸肩 5、直臂扣展体前45度,手心相对,翻转与体后 6、侧平耸肩 7、垂臂耸肩 三、体侧运动 1、前半侧摆,双手前平伸,掌心相对 2、平曲侧摆,体前平曲,空拳 3、体侧摆臂,左右抡臂(上下) 4、后直摆动,鱼尾伏 5、展胸侧摆,双手抱于后脑勺 6、翻手上举,双手交叉握举至头顶 7、夹脊侧摆,双手背于体后,手心相握向上

四、腰腹运动(送胯两拍一次) 1、前曲后摆臂,类似举手,交替 2、侧臂摆动,一手侧平举,一手胸前曲臂 3、直臂摆动,一手前平伸,一手后摆臂(交替) 4、正步摆动 5、前侧摆臂,一手前平,一手侧平90度 6、击掌摆动,胸前直臂击掌两次,后击掌两次 7、垂臂摆动,手臂直,硬向后摆动 五、肩胯运动(左右摆髋一拍一次) 1、侧平耸肩 2、平曲措肩,胸前曲臂,交替上下 3、侧曲摆髋,双手搭肩 4、侧曲摆动,双手空拳在肩上划半弧线 5、垂臂措肩,自然下垂,措肩 6、前平措肩,体前平伸,手心向下 7、屈肘措肩,双手放于腰间,空拳 六、伸展运动(踏步) 1、伸展下摆前上前下 2、侧身下摆侧平上侧下 3、前侧下摆前平侧平前平下摆 4、侧曲摆动肩上肩下 5、伸展侧下摆前侧前上前侧前下 6、平曲击掌侧平胸前曲臂侧平上举击掌 7、直臂摆动一手前伸平掌心向下一手后摆

七、整理运动(左右摆髋两拍一次) 1、侧摆髋,双手叉腰 2、侧平摆髋,双手侧平 3、平曲摆髋,双手胸前平屈 4、前曲摆髋,双手曲臂举高 5、曲伸摆髋、一手直臂,一手放在肘关节 6、前曲摆动,空心拳,像举手一样 7、体前直臂,双手与身体45度斜前下方

机器视觉的辅助驾驶系统的视频中行人检测跟踪

机器视觉的辅助驾驶系统的视频中行人 实时检测识别研究文献综述 1机器视觉发展 国外机器视觉发展的起点难以准确考证,其大致的发展历程是:20世纪50年代提出机器视觉概念,20世纪70年代真正开始发展,20世纪80年代进入发展正轨,20世纪90年代发展趋于成熟,20世纪90年代后高速发展。在机器视觉发展的历程中,有3个明显的标志点,一是机器视觉最先的应用来自“机器人”的研制,也就是说,机器视觉首先是在机器人的研究中发展起来的;二是20世纪70年代CCD图像传感器的出现,CCD摄像机替代硅靶摄像是机器视觉发展历程中的一个重要转折点;三是20世纪80年代CPU、DSP等图像处理硬件技术的飞速进步,为机器视觉飞速发展提供了基础条件。 国内机器视觉发展的大致历程:真正开始起步是20世纪80年代,20世纪90年代进入发展期,加速发展则是近几年的事情。中国正在成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一,其中最主要的原因是中国已经成为全球的加工中心,许许多多先进生产线己经或正在迁移至中国,伴随这些先进生产线的迁移,许多具有国际先进水平的机器视觉系统也进入中国。对这些机器视觉系统的维护和提升而产生的市场需求也将国际机器视觉企业吸引而至,国内的机器视觉企业在与国际机器视觉企业的学习与竞争中不断成长。 未来机器视觉的发展将呈现下列趋势: (1)技术方面的趋势是数字化、实时化、智能化 图像采集与传输的数字化是机器视觉在技术方面发展的必然趋势。更多的数字摄像机,更宽的图像数据传输带宽,更高的图像处理速度,以及更先进的图像处理算法将会推出,将会得到更广泛的应用。这样的技术发展趋势将使机器视觉系统向着实时性更好和智能程度更高的方向不断发展。 (2)产品方面:智能摄像机将会占据市场主要地位 智能摄像机具有体积小、价格低、使用安装方便、用户二次开发周期短的优点,非常适合生产线安装使用,越来越受到用户的青睐,智能摄像机所采用的许多部件与技术都来自IT行业,其价格会不断降低,逐渐会为最终用户所接受。因此,

运动生物力学

运动生物力学 运动生物力学:是生物力学的一个重要分支,是研究体育运动中人体机械规律的科学。 运动生物力学的主要任务:提高运动能力,预防运动损伤 运动生物力学的研究方法分为测量方法和分析方法,其中测量方法可以分为运动学测量、动力学测量、人体测量、肌电图测量 运动学测量的参数:(角)位移、(角)速度、(角)加速度 动力学测量的参数:主要界定在力的测量方面。 人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及,(质量、转动惯量等) 肌电图测量是用来测量肌肉收缩时的神经支配特性。 动作结构:运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方法或顺序 动作结构的特征主要表现在运动学和动力学,运动学特征指完成动作时的时间、空间和时空方面表现出来的形式或外貌上的特征;动力学的特征指决定动作形式的各种力(力矩)相互作用的形式和特点,包括力、惯性和能量特征。 运动学特征:时间特征、空间特征和时空特征 时间特征反映的是人体运动动作和时间的关系:半蹲起立和深蹲起立 空间特征是指人体完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置 改变状况:下肢和躯干等空间移动轨迹 时空特征指人体完成运动动作时人体位置变化的快慢情况。 动力学特征包括,力的特征、能量特征和惯性特征 能量特征:人体运动时完成的功、能和功率方面的表现形式。 惯性特征:人体运动中人的整体、环节以及运动器械的质量、转动惯量对运动 动作所具有的影响。 动作系统:大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术,这些成套的动作技术叫做动作系统。 人体基本运动动作形式可主要归纳为推与拉动作、鞭打动作、缓冲和蹬伸动作及扭转、摆动和相向运动等动作形式 上肢基本运动动作形式——推(铅球)、拉(单双杠)、鞭打(标枪)★人体基本运动下肢基本运动动作形式——缓冲、蹬伸、鞭打 动作形式全身基本运动动作形式——摆动、躯干扭转、相向运动 人体的运动是由运动器系的机能特征所决定的,即以关节为支点,以骨为杠杆,在肌肉力的牵拉下绕支点转动,各肢体环节运动的不同组合使人完成千变万化的动作。 生物运动链根据其结构特点可以分为开放链和闭合链。见书P28-图2-15 生物运动链中的杠杆同机械杠杆一样也分为平衡杠杆、省力杠杆和速度杠杆 人体中的三类骨杠杆:见书P30-图2-16 ★人体惯性参数是指人体整体及环节质量、质心位置、转动惯量和转动半径 人体简化模型:质点模型、刚体和多刚体模型

人体上肢生物力学建模和典型运动的生物力学研究

人体上肢生物力学建模和典型运动的生物力学研究人体系统的复杂性、个体差异性、多样性以及活体实验的局限性,使得关于人体生物特性的研究工作开展十分困难。与此同时,随着医疗条件的改善,人们对生活质量的要求越来越高,如何预防运动损伤的发生,改善假体植入的效果,成为当前相关领域生物医学研究者的重要研究工作。本文基于研究所承担的“中国力学虚拟人”国家自然科学基金重点项目和两个横向课题为支撑,在建立人体上肢部“骨骼-肌肉”三维几何模型和力学模型的基础上,建立了上肢运动学和动力学仿真分析模型。 通过输入人体骨性标记点的运动轨迹,可以驱动仿真模型完成相应的运动,并计算出关节力、关节转矩等动力学参数。利用EMG信号辅助方法,预测部分参与运动肌肉的肌肉力。将预测的肌肉力和动力学仿真分析结果作为有限元模型的边界条件,可以分析运动过程中骨组织的应力分布规律。 以前臂屈曲运动为典型运动进行了模型的验证工作。同时设计了一个实验进行了前臂屈曲运动的尸体试验。具体的研究内容包括:(1)人体上肢“骨骼-肌肉”几何建模。 采用图像分割和曲线最小二乘逼近的方法,精确获取骨骼轮廓信息,构建的上肢骨骼模型包括:肱骨、尺骨、桡骨、肩胛骨和锁骨等。连接骨骼上肌肉的起止点建立了上肢22根肌肉的直线模型,部分羽状肌用一束直线来模拟。模型可以用来做植入假体的几何仿真和有限元力学计算,为人体上肢部系统的分析提供了一个目前该研究领域中较为完整和解剖相似性较高的模型。 (2)建立了上肢的运动学和动力学仿真分析模型,运动学模型是由三根骨组成的具有5个自由度的模型,可以完成上臂和前臂的各种运动。采用NDI运动捕

捉系统捕捉的运动作为模型的输入,可以驱动仿真模型产生复杂运动,并计算运动过程中各个肌肉的长度变化情况和各个骨骼的运动学参数,如位移、速度和加速度等。代入动力学模型中,结合EMG信号辅助算法计算运动过程中的肌肉力和相关动力学参数,如关节力和关节转矩。 以典型的屈曲运动为例进行了运动学和动力学的分析。(3)建立了上肢各骨的有限元模型,基于人体骨CT灰度值计算了不同骨组织的弹性模量,根据文献设定软骨的材料属性。分别对上臂外旋和前臂屈曲运动进行了关节接触问题的仿真,证明了模型的有效性。 又将动力学仿真分析结果(关节力和肌肉力)作为静力学边界条件加载到有限元模型中,分析了肱骨在前臂屈曲运动过程中的应力-应变变化情况,并比较了肌力作用前后肱骨应力的改变。(4)设计了一个尸体试验,对肱二头肌、肱三头肌、肱桡肌和肱肌分别按照肌肉力的原始发力方向加载,使前臂产生主动屈曲运动。并采用参考文献中的三种定比例加载方案和按预测肌肉力的变比值加载方案分别进行了前臂的屈曲运动实验。 记录了前臂从30o~120o的屈曲过程中屈曲角度每增加15o时肌肉力的数值,比较肌肉力的预测值和测量值的变化规律;记录和分析了不同加载方案使前臂产生屈曲运动的运动轨迹情况。(5)根据CT三维重建模型,测量了180个正常中国人肱骨的三维解剖学参数,主要包括肱骨全长、肱骨近端髓腔直径、肱骨头冠状面直径、矢状面直径、肱骨头的表面曲率半径、肱骨头的高度、颈干角、后倾角、内侧偏心距和后侧偏心距等十个参数。根据统计结果比较了统计的平均值与“中国力学虚拟人”所建立的标准人的区别;比较了中国人的解剖学参数与目前国内临床常用的四种解剖型假体参数(肱骨头的表面曲率半径、肱骨头的高度、颈干

上肢运动功能评测(FuglMeyer评测法) (1)

上肢运动功能评测(Fugl-Meyer评测法) 部位运动功能评测评分标准 上肢Ⅰ上肢反射活动 A 肱二头肌腱反射0分:不能引出反射活动 (坐位) B 肱三头肌腱反射2分:能够引出反射活动 Ⅱ屈肌共同运动 肩关节上提0分:完全不能进行 肩关节后缩 外展(至少90度)1分:部分完成 外旋 肘关节屈曲 前臂旋后2分:无停顿充分完成 Ⅲ伸肌共同运动 肩关节内收/内旋0分:完全不能进行 肘关节伸展1分:部分完成 前臂旋前2分:无停顿充分完成 Ⅳ伴有共同运动的活动 A 手触腰椎0分:没有明显活动 1分:手必须通过髂前上棘 2分:能顺利进行 B 肩关节屈曲90度0分:开始时手臂立即外展或肘关节屈曲 (肘关节位0度时)1分:肩关节外展及肘关节屈曲发生在较晚时间 2分:能顺利充分完成 C 在肩关节0度肘关节90度时前臂旋前旋后运动 0分:在进行该活动时肩关节0度但肘关节不能 保持90度和完全不能完成该动作 1分:肩肘关节正确位时能在一定的范围内主动 完成该活动 2分:完全旋前,旋后活动自如 Ⅴ分离运动 A 肩关节屈曲90度肘关节0度位,前臂旋前 0分:一开始肘关节就屈曲、前臂偏离方向不能 旋前 1分:可部分完成这个动作或者在活动时肘关节 屈曲或前臂不能旋前 2分:顺利完成 B 肩关节屈曲90度~180度,肘于0度位时前臂旋前旋后 0分:开始时肘关节屈曲或肩关节外展发生 1分:在肩部屈曲时,肘关节屈曲,肩关节外展 2分:顺利完成 C 在肩关节屈曲30度~90度时、肘关节0度位时前臂旋前旋后 0分:前臂旋前旋后完全不能进行或肩肘位不正 确

1分:能在要求肢位时部分完成旋前、旋后 2分:顺利完成 Ⅵ a 正常反射活动该阶段若得2分,病人在第Ⅴ阶段必须得6分肱二头肌肌腱反射0分:至少2~3个位相性反射明显亢进 指屈肌反射1分:一个反射明显亢进或至少2个反射活跃肱三头肌反射2分:反射活跃不超过一个并且无反射亢进 Ⅶ腕稳定性 A 肘关节90度0分:患者不能背屈腕关节达15度 肩关节0度1分:可完成腕背屈,但不能抗阻 2分:有些轻微阻力仍可保持腕背屈 B 肘关节90度,肩关节0度时腕关节屈伸 0分:不能随意运动 1分:患者不能在全关节范围内自主活动腕关节 2分:能平滑地不停顿地进行 C 肘关节0度,肩关节30度评分同A项 D 肘关节0度,肩关节30度屈伸腕 评分同B项 E 环行运动0分:不能进行 1分:活动费力或不完全 2分:正常完成 Ⅶ A 手指共同屈曲0分:不能屈曲 1分:能屈曲但不充分 2分:(与健侧比较)能完全主动屈曲 B 手指共同伸展0分:不能伸展 1分:脑干主动屈曲的手指(脑干松开掌) 2分:能充分的主动伸展 C 握力1:掌指关节伸展并且近端和远端指间关节屈曲,检测抗阻握力 0分:不能保持要求位置 1分:握力微弱 2分:能够抵抗相当大的阻力抓握 D 握力2:所有关节于0位时,拇指内收 0分:不能进行 1分:能用拇食指捏住一张纸,但不能抵抗拉力 2分:可牢牢捏住纸 E 握力3:患者拇食指可挟住一只铅笔 评分方法同握力2 F 握力4:患者能握住一个圆筒物体 评分方法同握力2、3 G 握力5:查握球形物体,如网球 评分方法同握力2、3和4 Ⅸ协调性与速度指鼻试验(快速连续进行5次) A 震颤0分:明显震颤 1分:轻度震颤 2分:无震颤

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