12、人体下肢运动分析与睡眠监测可穿戴设备研究

人体下肢运动分析与睡眠监测可穿戴设备研究

人体下肢运动分析

1. OpenSim 绘图分析

OpenSim 的绘图仪可用于绘制肌肉 - 肌腱的各种属性，如长度、动量、力和关节运动等。以下是针对小腿肌肉在伸展状态下不同位置的绘图操作：
- 膝盖位置绘图 ：
- 在绘图仪窗口中，选择 Y - 数量为肌腱长度，该变量将显示在 y 轴上。
- 肌肉名称选项分别选择 grac_r、soleus_r 和 grac_l、soleus_l。
- X - 数量选择 knee_angle_r 和 knee_angle_l，生成的绘图如图 5.7a 和 b 所示，小腿肌肉左右位置呈现相似的图形曲率，这在肌肉运动或正常步态条件下会出现。
- 脚踝位置绘图 ：
- 同样在绘图仪窗口，Y - 数量选肌腱长度放于 y 轴。
- 肌肉名称选项选 grac_r、soleus_r 和 grac_l、soleus_l。
- X - 数量选 ankle_angle_l 和 ankle_angle_l，生成图 5.8a 和 b，小腿肌肉左右位置图形曲率相似，也是在肌肉运动或正常步态时出现。

2. 伸展状态分析

小腿肌肉伸展状态反映了腓肠肌和比目鱼肌在腿部站立或移动时的运动情况。分析伸展状态数据时，由于肌肉激活时间呈钟形曲线，观测值会大于休息状态的标称值。

3. EMG 信号阶段与钟形曲线

EMG 信号分为初始阶段、主要操作阶段和最终阶段。钟形曲线用于描述正态概率分布，其标准偏差与中位数形成钟形。标