躯干运动反映压力中心的动力学特征，适用于无标记单摄像头的姿势摆动评估

《Scientific Reports》：Trunk motion reflects center-of-pressure dynamics and supports markerless single-camera postural sway assessment

　　

摘要

姿势摆动为平衡控制提供了重要洞察。尽管压力中心（CoP）被广泛用于量化姿势摆动，但对专用测力系统的依赖限制了其在专业环境之外的应用。这激发了对可及性较高的、与CoP相关的摆动运动学测量方法的研究。然而，头部和躯干运动与CoP之间的相对对应关系尚不明确。我们在六种光流条件下，比较了安静站立时头部和躯干运动与Wii平衡板测量的CoP轨迹。在前后方向上，躯干运动在时域和频域分析中均显示出与CoP比头部运动更强的线性对应关系，而在内外侧方向上，两者的对应程度相当。躯干推导的位移摆动指标与CoP推导指标的一致性始终高于相应的头部推导指标。随后，我们评估了使用单个高位后斜相机和Lucas-Kanade光流法的躯干追踪效果。视频推导的前后躯干轨迹与运动捕捉推导的轨迹高度吻合，而内外侧方向的对应性较弱且变化较大。一项涉及三名参与者的独立概念验证进一步证明了在同一相机视野内同时追踪的可行性。综上所述，这些发现表明躯干运动是CoP相关摆动的代表性上半身运动学指标，特别是在前后方向上，并支持了轻量级基础设施、无标记、单相机追踪的可行性。