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手部精细运动获取缺损数据修复方法

浙江大学学报（工学版） 2013年第6期47卷 925-933,956页

作者：李懿陆光明金帅罗建勋陈卫东郑筱祥浙江大学求是高等研究院浙江杭州310027 浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027

在利用光学运动捕捉技术获取手部精细运动数据及手势信息的过程中,捕捉运动数据的缺失会对神经解码的性能产生影响,为此,提出一种基于主成分分析的缺失运动数据恢复和重建方法.该方法采用期望最大化算法在主成分空间和原始数据空间进行... 详细信息

在利用光学运动捕捉技术获取手部精细运动数据及手势信息的过程中,捕捉运动数据的缺失会对神经解码的性能产生影响,为此,提出一种基于主成分分析的缺失运动数据恢复和重建方法.该方法采用期望最大化算法在主成分空间和原始数据空间进行迭代映射,求解对应主成分空间,以提高原始空间数据修复的精度.实验分别从缺损数据长度、缺损数据维度、周期性运动数据及冗余数据等方面对该算法进行了验证,并与三次样条插值和一次迭代插值的结果进行了比较.对测试数据的实验结果表明:该方法适用于连续缺损数据长度小于350帧,或同时缺损数据维度小于13维的情况.手部运动的周期性规律对于提高数据恢复的精度有很大的帮助,冗余标记点也能在一定程度上减少数据恢复的结果误差.与三次样条插值和一次迭代插值方法相比,该方法的平均误差均小于10mm,仅相当于前两种方法误差的50%,甚至更少.

关键词：运动捕捉主成分分析数据修复期望最大化手部运动

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抓取过程中的手部运动变形特征

医用生物力学 2021年第3期36卷 423-430页

作者：朱琦玉童子祥员方魏康邵新星何小元东南大学土木工程学院工程力学系南京210018

目的基于多相机数字图像相关(digital image correlation,DIC)方法研究人手在抓取运动中的动态变形特征。方法搭建连续型四相机DIC系统,测量抓取过程中手背皮肤的表面应变,再通过皮肤、关节、骨骼和肌肉之间的联系,间接掌握手部肌肉的... 详细信息

目的基于多相机数字图像相关(digital image correlation,DIC)方法研究人手在抓取运动中的动态变形特征。方法搭建连续型四相机DIC系统,测量抓取过程中手背皮肤的表面应变,再通过皮肤、关节、骨骼和肌肉之间的联系,间接掌握手部肌肉的变形规律。结果测量中等圆柱抓取、横向捏取、食指伸展抓取以及强力球体抓握4种抓取姿态,发现不同抓取姿态下手背表面不同位置的应变增幅不同,其中最大主应变范围为0.1~0.3。通过分析可以得到手部各肌肉群在不同抓取姿态下的运动特点。结论该方法具有非接触、全场化、结果直观等特点,为抓取过程中动态变形的在体测量提供了一种新途径。

关键词：多相机数字图像相关三维变形测量抓取过程手部运动

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手部运动仿真技术的研究

手部运动仿真技术的研究

作者：宫可想首都师范大学

学位级别：硕士

随着计算机技术和图形技术的快速发展,虚拟现实已经被人们公认为是21世纪重要发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。那么,在虚拟环境中,不仅包括地形和运动实体的仿真,还包括人体运动的仿真。尤其在交互式的虚拟环境中,人体运动的... 详细信息

随着计算机技术和图形技术的快速发展,虚拟现实已经被人们公认为是21世纪重要发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。那么,在虚拟环境中,不仅包括地形和运动实体的仿真,还包括人体运动的仿真。尤其在交互式的虚拟环境中,人体运动的形象化描述和他的行为建模与仿真变得越来越为重要。而手又是人体最复杂最富有表现力的部分,因此本文的研究具有及其重要的理论意义和实际意义。纵观国内外人体建模技术的研究现状,仅手部模型而言,构造逼真的模型还存在着亟待解决的问题。本文针对这些问题提出了手部层次模型,根据手部的生理学结构,总结控制手部运动和形状的约束参数,研究手部的层次建模法及其运动仿真技术。论文的主要工作如下: 第一,根据手部具有层次性的生理学结构分析其骨骼结构,总结出手部运动时具有的31个自由度和相应的物理特性,设置相关的约束参数来控制手部的运动并用线段来表示手部的骨骼模型。第二,考虑到肌肉是依附于骨骼之上的特性,采用特征横截面来建立依赖于骨骼模型的肌肉模型。肌肉模型是由许多小的NURBS面片拼接而成,并用基于NURBS的轴变形技术来实现手部运动效果,同时也探讨了NURBS的相关技术。第三,结合皮肤的生理学结构,生成网状结构的皮肤纹理包括细纹和明显皱纹。此纹理含有随肌肉收缩或扩张而发生相应变化的参数,通过改变这些参数,使皮肤发生相应的变化。本论文通过仿真系统对理论结果进行了验证。

关键词：仿真手部运动模型 NURBS 皮肤纹理

基于不同任务难度的注意缺陷多功障碍(ADHD)儿童与正常儿童的手部运动协调性差异研究

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浙江大学学报（理学版） 2013年第3期40卷 339-343页

作者：刘加海杨锆徐方忠周敏燕浙江大学城市学院浙江杭州310015 浙江省同德医院浙江杭州310012

以ADHD儿童和正常儿童为被试,设计视觉-运动整合实验方法,研究基于不同任务难度的ADHD儿童与正常儿童手部运动协调性的差异.结果表明:(1)在简单手指序列按键实验中,ADHD儿童的准确性较正常儿童低,运动协调性较差,节奏不稳定.(2)在复杂... 详细信息

以ADHD儿童和正常儿童为被试,设计视觉-运动整合实验方法,研究基于不同任务难度的ADHD儿童与正常儿童手部运动协调性的差异.结果表明:(1)在简单手指序列按键实验中,ADHD儿童的准确性较正常儿童低,运动协调性较差,节奏不稳定.(2)在复杂手指序列按键实验中,ADHD儿童的视觉-运动整合的准确性明显下降,运动协调性在准确性方面与正常儿童相比达到显著性差异,节奏变化波动大、更不稳定,结果揭示ADHD儿童从事复杂任务更为困难.

关键词：任务难度 ADHD 手部运动视觉-运动整合协调性

人体手部运动的振荡共振辅助系统理论及实验研究

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人体手部运动的振荡共振辅助系统理论及实验研究

作者：张立青岛大学

学位级别：硕士

社会老龄化,工作和生活节奏的加快,疾病和其他因素导致人体手部机械感受器对外界刺激的感知阈值增高,感知灵敏度降低。这使得我国出现了大量的手部运动障碍患者,如何提高手部对外界感知的灵敏度成了亟待解决的问题。针对手部灵敏度降低... 详细信息

社会老龄化,工作和生活节奏的加快,疾病和其他因素导致人体手部机械感受器对外界刺激的感知阈值增高,感知灵敏度降低。这使得我国出现了大量的手部运动障碍患者,如何提高手部对外界感知的灵敏度成了亟待解决的问题。针对手部灵敏度降低的问题,本文基于振荡共振理论,设计了振荡共振辅助系统来降低手部机械感受器对外界刺激的感知阈值,提高灵敏性。振荡共振辅助系统由多个微型电机共同作用形成高频振荡干扰信号作用于手部,这些微型电机由STM32F103ZET6微控制器的脉冲宽度调制功能进行控制,通过改变脉冲宽度来改变微型电机的输入电压,从而得到不同振荡强度的高频振荡干扰信号。将不同强度的高频振荡信号作用于受试者手背部,受试者手持激光笔将激光打在白色面板上,然后激光沿着白色面板上标定的直线运动。利用数字图像处理库Opencv捕捉激光沿着直线运动的轨迹,通过分析激光运行的方差和均值,探究振荡共振辅助系统能否增强手部运动的灵敏度。将微型电机个数作为组间因子,振荡强度作为组内因子,经过多组实验得出在微型电机为3个,振动强度为2级时,相较于无高频振荡信号,手部运动的方差减小15.42%;微型电机为3个,振动强度为5级时,相较于无高频振荡信号,手部运动的时间相关系数增大了42.01%。证明振荡共振辅助系统产生的高频振荡信号能够增强人体手部运动的稳定性,也证明了振荡共振机理能够提高手部运动的灵敏度。这进一步推动了振荡共振机理在神经系统领域的应用,也为人体医学康复仪器的设计提供了有效的参考。

关键词：振荡共振手部运动振荡强度轨迹方差自相关时间

基于Virtools的手部运动跟踪系统的设计与实现

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基于Virtools的手部运动跟踪系统的设计与实现

作者：赵明华南理工大学

学位级别：硕士

虚拟人体仿真是在虚拟环境下进行人体仿真,在核反应堆维护、载人航天、医疗手术的模拟训练等高危险性作业中有着广泛的应用。而手部运动跟踪是虚拟人体仿真中一个不可缺少的组成部分,所以研究其具有重要的意义。手部运动跟踪系统是通过... 详细信息

虚拟人体仿真是在虚拟环境下进行人体仿真,在核反应堆维护、载人航天、医疗手术的模拟训练等高危险性作业中有着广泛的应用。而手部运动跟踪是虚拟人体仿真中一个不可缺少的组成部分,所以研究其具有重要的意义。手部运动跟踪系统是通过从外部传感器设备中采集相关数据,然后作用于虚拟环境中的手部模型,从而完成手部的平移旋转、手部指骨绕相应关节旋转以及手部与虚拟物体交互等操作。本文对手部运动跟踪系统进行设计,并在Virtools平台下实现了手部运动跟踪系统。本文的主要工作如下： (1)完成手部运动数据采集。本文基于人体生物学数据模型,对5DT数据手套采集的数据进行分析,再将其转换为适合Virtools平台的数据格式,并在该平台下开发了5DT数据采集模块。同时,本文对trakSTAR位置跟踪器采集的数据进行分析和转换,在Virtools平台下实现位置跟踪器数据采集模块。实验表明,本文所设计的模块可以保证数据采集的正确性,为手部的各种运动提供支持。 (2)完成在Virtools平台下的手部基本运动。本文根据计算机图形学中三维运动中平移、旋转、坐标变换等算法,依托外部设备采集的数据,在Virtools平台下实现了手指指骨的屈伸运动和手部在三维空间中的平移、旋转等动作。实验表明,此方法可以较为简单的实现手部的各种运动。 (3)完成手部与物体的交互操作。本文基于Virtools平台的特性,设计出判断手部是否可以抓起物体的算法,并在Virtools平台下实现了此功能。实验表明,在缺少力反馈设备的条件下,此方法可以较好的实现手部与虚拟物体的交互。本文完成了手部运动跟踪系统的设计与实现。测试结果表明,该系统可以实现手部运动、手部跟踪和手部与虚拟物体交互等功能。

关键词：手部运动手部跟踪碰撞检测 Virtools 5DT trakSTAR

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英汉手部位移运动事件显化与隐化对比研究

英汉手部位移运动事件显化与隐化对比研究

作者：黄威玮华东理工大学

学位级别：硕士

位移运动是人类生活和活动中最基本最普遍的现象之一。现今,位移运动事件的研究在认知语言学领域中热度不减,已经成为了该领域不可缺少的一部分。本论文以英汉手部位移运动事件为对比基础,以英汉语叙事语篇为分析语料来源,运用语义成分... 详细信息

位移运动是人类生活和活动中最基本最普遍的现象之一。现今,位移运动事件的研究在认知语言学领域中热度不减,已经成为了该领域不可缺少的一部分。本论文以英汉手部位移运动事件为对比基础,以英汉语叙事语篇为分析语料来源,运用语义成分分析法对比分析了英汉手部位移运动事件中各语义成分的显化与隐化倾向的相似性与相异性。研究发现,就自发运动、有界路径、方向路径、力的强度、力的方向、施事者、有生图形和无生图形、起点背景和终点背景而言,英语与汉语没有显著的显化与隐化表达倾向的区别。但是就致使运动而言,英语偏向于隐化表达,汉语偏向于显化表达;就过程路径而言,英语偏向于显化表达,汉语偏向于隐化表达;就力的速度而言,英语偏向于显化表达,汉语偏向于隐化表达;就工具而言,英语偏向于隐化表达,汉语偏向于显化表达;就经过点背景而言,英语偏向于显化表达,汉语偏向于隐化表达。另外,虽然总体上,英语和汉语在有生图形和无生图形的显化或隐化表达倾向上没有差别,但是当我们将两种图形置于自发运动和致使运动的前提下,我们发现在自发运动中,英语和汉语在有生图形和无生图形的显化或隐化表达倾向上依旧没有差别,但是致使运动中,英语倾向于显化表达有生图形、隐化表达无生图形,而汉语倾向与隐化表达有生图形、显化表达无生图形。之后,我们从认知机制、语言系统和译者主观性三个方面解析了英汉语手部位移运动事件语义成分显化与隐化倾向异同现象背后的原因。一方面,人们尝试用语言输出自己内心的图像时,往往会受限于其所使用的语言。同时,由于不同的人具有感知范围不尽相同,其观察事物的关注点也会有所不同。两者皆有可能导致不同的输出结果。另一方面,不同语言具有不同的词汇化模式和语法特征。虽然英语和汉语同属于卫星框架语言,但是英语方式动词相较于汉语更为丰富,同时英语的语法状态倾向静态,而汉语的预防状态倾向动态,造成了手部位移运动事件各成分不同的显化与隐化趋势。此外,译者的主观能动性使得译文中遣词用句有一定的随机性,同时译者选择的翻译风格和策略也会影响译文的输出结果,造成同一语义成分不同的显化与隐化趋势。

关键词：位移运动事件手部运动显化隐化

肿瘤患者预防PICC相关性血栓手部运动方案的制定及实践研究

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肿瘤患者预防PICC相关性血栓手部运动方案的制定及实践研究

作者：舒欢广西医科大学

学位级别：硕士

目的1.通过系统评价规律手部运动对预防PICC相关性血栓的效果;2.基于循证护理理念,制定肿瘤患者预防PICC相关性血栓的手部运动方案;3.探讨循证手部运动方案对留置PICC肿瘤患者凝血功能的影响,进一步分析其对PICC相关性血栓的潜在作用效... 详细信息

目的1.通过系统评价规律手部运动对预防PICC相关性血栓的效果;2.基于循证护理理念,制定肿瘤患者预防PICC相关性血栓的手部运动方案;3.探讨循证手部运动方案对留置PICC肿瘤患者凝血功能的影响,进一步分析其对PICC相关性血栓的潜在作用效果,为构建肿瘤患者PICC相关性血栓预防的指南提供参考。方法1.应用系统评价法探讨规律手部运动预防PICC相关性血栓的效果:检索国内外6个数据库收录的关于规律手部运动预防PICC相关性血栓的随机对照实验研究,根据纳入排除标准纳入文献,采用Cochrane协作网制定的风险偏倚评估工具进行质量评价,通过Rev Man5.3完成数据统计分析,获得规律手部运动方案预防肿瘤患者PICC相关性血栓的效果评价。2.检索国内外7个指南网站和7个数据库收录的关于手部运动预防肿瘤患者PICC相关性血栓的指南、系统评价及试验性研究,采用AGREEⅡ量表、AMSTAR量表及JBI循证卫生保健中心干预性研究评价标准分别进行文献质量评价和内容分析,结合临床实际总结相关证据,制定肿瘤患者预防PICC相关性血栓的循证手部运动方案。3.验证循证手部运动方案的临床效果:采用随机抽样法,选取广西某一三级甲等医疗机构肿瘤科留置PICC的肿瘤患者65例,按照随机分配原则分为观察组与对照组。两组患者置管前后监测、治疗方法一致,仅宣教的运动方案存在差异。观察组进行循证手部运动方案宣教干预,对照组进行常规运动宣教干预。分析两组患者置管后1d(0W)-12W的血液指标PT、INR、APTT、FIB及PLT的变化情况。结果1.系统评价纳入了12项随机对照实验研究,Meta分析结果显示规律手部运动组较常规运动组PICC相关性血栓的发生率低[OR=0.17,95%CI(0.10,0.28),P手部运动组置管侧静脉最大血流速度高于常规运动组[SMD=1.00,95%CI(0.68,1.31),P手部运动组静脉单位时间平均血流速度高于常规运动组[SMD=0.98,95%CI(0.79,1.18),P手部运动组PICC相关性感染的发生率低于常规运动组[OR=0.36,95%CI(0.17,0.76),P=0.008];规律手部运动组静脉高切全血血黏度低于常规运动组[SMD=1.14,95%CI(0.36,1.92),P=0.004],规律手部运动组静脉低切全血血黏度低于常规运动组[SMD=0.72,95%CI(0.44,1.00),P手部运动组静脉血浆黏度低于常规运动组[SMD=0.76,95%CI(0.10,1.41),P手部运动组纤维蛋白酶原水平低于常规运动组[SMD=1.11,95%CI(0.68,1.53),P手部运动方案:置管后24小时起,每日早中晚餐后进行握球运动2组,每组握球25-30次,每次用力将握力球直径缩小至1/2,持续握2s后放松2s,反复练习。3.纳入观察组36例患者和对照组29例患者,聚类分析结果显示进行循证手部运动方案的观察组与进行常规运动的对照组组间指标差值有明显变化,说明循证手部运动方案对PICC置管肿瘤患者的血小板、PT、INR、FIB、APTT变化有影响(P运动对APTT因素影响最大。结论1.规律手部运动较常规运动能有效降低PICC相关性血栓发生率,改善置管侧静脉血液循环,降低导管相关性感染发生率及改善血液流变学。2.肿瘤患者预防PICC相关性血栓的循证运动方案为:置管后24小时起,每日早中晚餐后进行规范化握球运动2组,每组握球25-30次,每次用力将握力球直径缩小至1/2,持续握2s后放松2s,降低PICC相关性血栓的发生率。3.应用本研究基于循证的运动方案能有效改善留置PICC的肿瘤患者凝血功能PLT、PT、INR、FIB及APTT,且对APTT影响最大,可进一步深入研究其内在作用机制。

关键词：肿瘤经外周置入中心静脉导管 PICC相关性血栓循证护理实践手部运动

手部运动联合中药外敷对血透患者腕管综合征疗效观察

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浙江中西医结合杂志 2019年第9期29卷 765-767页

作者：章莉吴庆峰陈影浙江省中西医结合医院血透中心

血液透析腕管综合征(HD-CTS)是血透患者较常见的并发症,发生率5%~30%[1-2]。HD-CTS是由于患者肾功能缺失,体内激素分泌失调,产生过多以β2微球蛋白为主的淀粉样组织,在腕管隧道内沉积,使正中神经受压而发病。目前常用的治疗方法为腕管... 详细信息

血液透析腕管综合征(HD-CTS)是血透患者较常见的并发症,发生率5%~30%[1-2]。HD-CTS是由于患者肾功能缺失,体内激素分泌失调,产生过多以β2微球蛋白为主的淀粉样组织,在腕管隧道内沉积,使正中神经受压而发病。目前常用的治疗方法为腕管松解术,此方法可能引起血透患者出血、内瘘损伤等并发症,增加患者痛苦[3]。研究显示,非透析轻中度腕管综合征(CTS)患者通过手腕部运动,能减轻和缓解CTS症状,使手腕功能得到恢复[4]。本研究采用自制手部运动器联合外敷中药活血止痛散治疗HD-CTS,效果较好,报道如下。

关键词：血透腕管综合征手部运动中药外敷