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研究目的:惯性传感器微型化技术的发展,使其能够用于测量人体在运动过程中的关节角度。与传统的红外运动捕捉系统相比,它具有操作简单、方便携带、价格便宜、可用于室外等优点。作为新兴工具,通过与红外运动捕捉系统进行对比,可以检验其测量人体关节角度的效果。本研究检验惯性传感器与红外运动捕捉系统对步态下肢关节角度的测量值能否进行横向比较,并比较两套运动捕捉系统的重测信度。研究方法:对20名受试者分别进行2轮步态测试,每轮测试5次,每次采集一个完整的左腿步态周期。必须同时使用惯性传感器和红外运动捕捉系统采集步态数据。第1轮测试结束后,拆卸受试者体表的红外反光标志和惯性传感器,然后重新粘贴反光标志和佩戴传感器,再进行第2轮测试。通过计算系统间复相关系数(CMC)、系统误差值来综合评价两套运动捕捉系统测量值能否进行横向比较。通过计算标定内复相关系数、标定内误差值来综合评价两套运动捕捉系统的标定内重测信度。通过计算标定间复相关系数、标定间误差值来综合评价两套运动捕捉系统的标定间重测信度。研究结果:系统间矢状面下肢关节角度可以进行横向比较(CMC>0.86),额状面和水平面的下肢关节角度不能进向横向比较(0.28<CMC<0.72)。系统间矢状面和髋关节外展内收的关节角度变化趋势可以进向横向比较(CMC>0.89),其他下肢关节角度的变化趋势不能进行横向比较(0.51<CMC<0.74)。惯性传感器对于矢状面关节角度的标定内重测信度非常高(CMC>0.97),对髋关节外旋内旋关节角度的标定内重测信度不高(CMC<0.70),对其他下肢关节角度的标定内重测信度较高(0.75<CMC<0.91)。惯性传感器对于矢状面关节角度的标定内重测信度与红外运动捕捉系统没有显著性差异(p=0.104~0.416),对其他下肢关节角度的标定内重测信度显著性小于红外运动捕捉系统(p=0.000~0.002)。惯性传感器对于矢状面关节角度的标定间重测信度非常高(CMC>0.96),对于额状面关节角度的标定间重测信度较高(0.77<CMC<0.85),对于水平面关节角度的标定间重测信度不高(CMC<0.66)。惯性传感器对于髋关节外旋内旋关节角度的标定间重测信度显著性小于红外运动捕捉系统(p=0.013),对于其他下肢关节角度的标定间重测信度与红外运动捕捉系统没有显著性差异(p=0.059~0.801)。研究结论:两套运动捕捉系统对于矢状面关节角度的测量值可以进行横向比较,且对关节角度变化趋势的横向比较效果更好。惯性传感器对下肢关节角度的标定内重测信度较高,但略低于红外运动捕捉系统。惯性传感器对下肢矢状面和额状面关节角度的标定间重测信度较高,对水平面关节角度的标定间重测信度不高。总体而言,惯性传感器的标定间重测信度和红外运动捕捉系统没有显著性差异。