基于Vicon三维动作捕捉技术与表面肌电介导的AIS矫正动作评估与分析

来源 :广州体育学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MaoZeDongNiMaBi2005
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研究目的青少年特发性脊柱侧弯(AIS)是一种不明原因的三维脊柱畸形,目前我国其发病率有上升趋势。AIS治疗方式主要为手术治疗和保守治疗,其中保守治疗又包括支具和脊柱侧弯特定运动疗法(PSSE)。轻度AIS一般推荐PSSE,而中度AIS则采用支具结合PSSE治疗。支具已被证实是有效治疗AIS的方式。然而,PSSE的疗效仍缺乏高质量的研究证实。本研究拟通过构建AIS矫形动作,采用Vicon三维运动捕捉系统和表面肌电探讨不同矫形动作的有效性,为今后AIS运动康复治疗提供科学依据。研究对象和方法研究对象来源于2018.1-2020.1期间在广东省青少年脊柱侧凸运动康复与矫形器工程技术开发中心进行强化训练的轻中度AIS患者,共纳入受试者15名,其中Rigo A3型8例(均龄13.25±1.67岁,主胸弯27.3±4.7°,腰弯19.9±3.4°,Rigo B1型7例(13.14±2.04岁,胸弯21.6±8.4°,主腰弯29.1±9.3°)。所有受试者进行坐姿侧移3D矫正、撑杆站立侧移3D矫正、肌肉圆柱、Schroth强化运动、左右侧桥、俯卧左、右侧腰大肌强化、左、右侧卧肺尖扩张矫形动作,应用Vicon三维运动捕捉系统与表面肌电同步检测各种矫形动作时脊柱形态的三维运动参数和侧弯顶椎凹凸侧椎旁肌的表面肌电。其中三维运动捕捉系统观察指标为冠状面移动距离和水平面旋转角度,椎旁肌激活状态则用均方根值(RMS)表示。所有数据用均数和95%CI表示。矫形动作前后Vicon脊柱冠状面、水平面运动参数变化量和胸、腰弯椎旁肌凹凸侧表面肌电RMS比值测试结果(与自然站姿比较)皆进行配对样本T检验,进一步计算Cohen’s d。研究结果1.三维运动捕捉系统结果显示:(1)左侧桥、Schroth强化运动、俯卧左侧腰大肌强化、坐姿侧移3D矫正、左侧卧肺尖扩张、撑杆站立侧移3D矫正、肌肉圆柱均可以使A3型患者胸、腰弯冠状面和水平面得到矫正,经配对T检验有显著性差异(P<0.05)。而右侧桥对矫正胸弯冠状面无效;俯卧右侧腰大肌强化对矫正腰弯冠状面和水平面均无效;右侧卧肺尖扩张对矫正腰弯冠状面、水平面无效。(2)右侧桥、Schroth强化运动、坐姿侧移3D矫正、撑杆站立侧移3D矫正、肌肉圆柱、俯卧右侧腰大肌强化、左侧卧肺尖扩张均可以使B1型患者胸、腰弯冠状面和水平面得到矫正,经配对T检验有显著性差异(P<0.05)。而左侧桥对矫正腰弯冠状面无效;俯卧左侧腰大肌强化对矫正腰弯冠状面和水平面均无效;右侧卧肺尖扩张对矫正腰弯冠状面、水平面无效。2.表面肌电结果显示:(1)自然站姿时,Rigo A3型胸弯顶椎椎旁肌凹侧/凸侧RMS肌电比值为0.64(95%CI:0.53,0.76),Rigo B1型为1.37(95%CI:1.26,1.49);Rigo A3型腰弯顶椎椎旁肌凹侧/凸侧RMS肌电比值为2.84(95%CI:2.50,3.17),Rigo B1型为0.35(95%CI:0.11,0.58)。(2)Rigo A3型,左侧桥时胸弯顶椎椎旁肌凹侧/凸侧RMS肌电比值为1.35(95%CI:1.02,1.67),与自然站姿比皆有显著效应量;左侧桥时腰弯顶椎椎旁肌凹侧/凸侧RMS肌电比值为1.29(95%CI:1.18,1.41),与自然站姿比皆有显著效应量;而其他动作则对恢复胸、腰弯椎旁肌平衡皆无显著效应。(3)Rigo B1型,Schroth强化运动、右侧桥时胸弯顶椎椎旁肌凹侧/凸侧RMS肌电比值分别为0.64(95%CI:0.29,0.98)、1.04(95%CI:0.75,1.32),与自然站姿比皆有显著效应量;Schroth强化运动、右侧桥时腰弯顶椎椎旁肌凹侧/凸侧RMS肌电比值分别为0.74(95%CI:0.54,0.95)、1.71(95%CI:0.64,2.79),与自然站姿比皆有显著效应量;而其他动作则对恢复胸、腰弯椎旁肌平衡皆无显著效应。研究结论三维运动捕捉系统结合表面肌电显示左侧桥对Rigo A3型有较好矫形和促使凹侧/凸侧肌电平衡效果;而右侧桥、Schroth强化运动对Rigo B1型有较好矫形和促使凹侧/凸侧肌电平衡效果。
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