【摘 要】
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颈椎作为承载人体头部的重要部分,头部的所有运动都是颈椎运动耦合的结果。随着社会发展,人们室内工作时间增加,长时间的久坐成为颈椎病发生的常见原因,最近颈椎病患者有年轻化的趋势。临床医学主要靠人体颈椎能够运动的角度范围来对颈椎正常状态进行诊断,目前临床上主流的检测颈椎运动角度的方法是利用影像医学,一般是通过拍摄颈X片的方式来评估颈椎运动功能。一种方便医生与患者的颈椎活动角度测量方法对于医生对患病程度判
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颈椎作为承载人体头部的重要部分,头部的所有运动都是颈椎运动耦合的结果。随着社会发展,人们室内工作时间增加,长时间的久坐成为颈椎病发生的常见原因,最近颈椎病患者有年轻化的趋势。临床医学主要靠人体颈椎能够运动的角度范围来对颈椎正常状态进行诊断,目前临床上主流的检测颈椎运动角度的方法是利用影像医学,一般是通过拍摄颈X片的方式来评估颈椎运动功能。一种方便医生与患者的颈椎活动角度测量方法对于医生对患病程度判断,术前术后评估和患者康复情况判断起到至关重要的作用。近年来,虚拟现实设备(VR设备)逐渐发展,被广泛用于各种领域,其强大精准的定位能力可以用于模拟现实场景。本文提出一种利用深度相机-虚拟现实设备混合进行颈椎活动度测量的方法。利用虚拟现实设备的定位能力,对颈椎活动程度进行测量。同时,为了让测量数据符合临床医生的需要,选用深度相机来区分颈椎活动度临界点。最后在颈椎临床医生的配合下进行测量方式的实验,并与临床传统测量颈椎活动度方法进行比较。本文的主要研究工作如下:首先通过深度相机对一些正常人的标准颈椎状态进行采集,将深度信息与彩色信息保存下来。把深度信息与彩色信息进行对齐处理的同时将深度信息进行过滤,保留人体上半身轮廓的深度数据。将得到的多张正常标准人颈椎状态的深度图形进行Delaunay三角剖分,将对应剖分三角形覆盖像素进行对齐并平均,得到正常人平均颈椎标准状态深度信息,并以此作为颈椎活动度标准状态。然后采集受测者的深度信息,将采集到的深度信息变换为点云信息,作为颈椎活动度初始状态,与颈椎活动度标准状态进行点云配准,得到一个受测者当时测量状态与标准状态之间的相差角度,作为受测者测量时颈椎活动度初始角度差。最后利用虚拟设备,以受测者颈椎活动度初始角度差作为初始值,开始对颈椎运动三组动作分别进行测量,得到受测者运动的实时转动角度与速度,然后在对同一受测者进行传统医学方法测试,并计算两种测试方法的组内一致性与组间一致性,验证本文颈椎测量方法的可靠性。本文的主要创新点如下:(1)本文利用深度相机对颈椎活动度标准状态进行确立,通过间接使用标准状态的方法为后面VR设备测量颈椎活动度增加了可靠性。(2)本文提出了一种基于深度相机-虚拟现实设备混合测量颈椎活动度测量方法,可获得以往难以获取的运动学特征性数据,可以得到一个阶段连续的角度变化,创新性地对颈椎活动度进行测量过程全过程数据记录并获取了颈椎活动的运动学特征,并对部分运动学特征进行了临床与一致性分析。
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