上肢关节协调的生物力学建模：分析性任务与功能性任务中的运动协同性对比

《Eng》：Biomechanical Modeling of Upper-Limb Inter-Joint Coordination: Contrasting Kinematic Synergies in Analytical and Functional Tasks

　　

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摘要

可穿戴惯性测量单元（IMUs）适用于在不受控制环境中的运动学分析。然而，在执行功能性任务时对多关节协调进行建模仍然是一个挑战。本研究提出了一种运动学建模方法，用于评估上肢关节之间的运动学协调动态，旨在：（1）描述在独立运动和功能性“ reach-to-grasp”（RTG）任务期间的空间变异结构和时间变化性；（2）确定这些空间运动学协同性是否能够预测时间耦合的稳定性。为此，13名健康参与者在四个无线IMU（60 Hz）的监测下执行了五个预定义的动作和一个RTG任务。关节运动学使用四元数进行建模；空间协调模式通过主成分分析（PCA）提取，其关节间时间稳定性通过连续相对相位（CRP）方差进行量化。运动学分析显示，在评估独立分析任务时，该结构的空间变异性较高。