健康中老年人上肢负重状态下利手和非利手的三维运动学分析

背景：上肢利手和非利手在执行日常生活中动作存在差异性。中老年人随着年龄增加，利手和非利手在日常生活活动任务执行和完成中同等重要，以往对上肢研究涉及肌力方面内容较多，而目前对关节动态特征及轨迹偏移影响作业活动的研究也逐步增加，三维运动检测和分析已作为上肢运动评估的可靠和有效标准。目的：利用三维运动学分析方法，收集健康中老年人双侧上肢持不同质量杯子下进行饮水动作的数据，探讨基于不同负重状态的利手和非利手上肢关节运动学是否存在差异性。方法：选取16名40-69岁右利手健康中老年人为实验对象，用Vicon Nexus采集双上肢不同质量水杯进行饮水动作的运动捕捉，通过pipeline数据建模和运动轨迹滤过后，用Matlab对采集数据进行动作周期的百分化处理；分析并比较利手和非利手持100 g、200 g和500 g质量的水杯时，肩、肘和腕关节三维平面上的角度和运动速度峰值。结果与结论：利手和非利手持重物肩、肘和腕关节，三维运动角度在肘关节差异最明显，100 g水平面(X轴)和矢状面(Z轴)，200 g额状面(Y轴)和矢状面(Z轴)，500 g三维面比较差异有显著性意义(P <0.05)；三维运动角速度峰值在肩、肘和腕关节有差异，100 g(肩关节Px=0.01；肘关节Py=0.048，Pz=0.007)，200 g(肘关节Py=0.033，Pz=0.005；腕关节Py=0.035)，500 g(肘关节Py=0.027，Pz=0.006)比较差异有显著性意义(P <0.05)。同侧上肢持不同重物之间运动角度和角速度差异无显著性意义(P >0.05)。结果表明利手和非利手负重物进行饮水动作时在运动角度和角速度之间存在差异性，利手肘关节X轴运动角度大，非利手肘关节Z轴上角度大；角速度非利手在Y轴和Z轴变化大；持重物大小对双侧上肢运动无影响。