基于惯性传感器分析老年女性和年轻女性行走稳定性

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研究目的:本研究旨在通过惯性传感器获得的运动学参数,探究能显示出两组人群行走稳定性差异的指标及最佳放置位置,为未来监控老年人日常生活行走稳定性奠定基础。
  研究方法:老年女性和年轻女性穿相同品牌的运动鞋在田径场上以自然步态行走100米,获取行走时左右侧足跟部和腰部的运动学数据,并基于步态参数变异性(标准差、变异系数)、最大Lyapunov指数评价行走稳定性。
  研究结果:1.除步频和右脚步高变异系数外,其余步态时空参数及其变异性无统计学差异;2.由加速度获得的衍生参数中,老年人腰部竖直方向加速度峰值的标准差和变异系数、竖直方向加速度均方根变异系数、竖直方向振幅和标准差、前后方向振幅标准差和变异系数及躯干屈伸角度比年轻人大且有统计学差异;3.最大Lyapunov指数的计算结果显示,相比年轻人,老年人足跟部竖直方向加速度和腰部三轴方向欧拉角计算得到的指数更大,且有统计学差异。
  研究结论:1.用惯性传感器获得能反映行走稳定性的参数包括,腰部竖直方向加速度峰值、腰部竖直方向和前进方向加速度振幅变异性和腰部欧拉角的Lyapunov指数;2.老年人足部足部的步态模式比年轻人更谨慎和保守,行走时步频大,步幅小,步高低,采取“小步多走”的步行策略;3.老年人下肢对足着地产生的冲击力的缓冲吸收差,且在前进方向和竖直方向上对躯干的控制能力比年轻人差;4.腰部惯性传感器得到的加速度特征参数更能反映年轻人和老年人之间的差异,是分析行走稳定性时的最佳放置。
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