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研究背景:随着社会的发展和人民生活水平的提高以及各种电子产品普及,人们的静态时间增加,不良身体姿态的发生率逐渐上升。本研究将探索基于无标识点Kinect v2评估静态身体姿态的特征、方法以及信效度,然后进一步通过体态治疗师的诊断试验方法对比来验证Kinect v2评估4种常见不良体态的优劣性和应用价值,为Kinect v2在体态评价的应用提供理论和应用价值,也为进一步开发Kinect v2系统和设备提供开发研究思路。研究方法:选取24名健康男性作为受试者,首先,对Kinect v2在静态身体姿态评估时关节定位的信效度进行检验,信度检验采用无标识点Kinect v2重复测量的两组数据组内相关系数ICC评价,代表每个姿势进行两次试验的相对可靠性,同时计算测量的标准误差(SEM)建立绝对可靠性;效度检验采用无标识点Kinect v2设备和Vicon采集的两组数据计算出的皮尔逊相关系数来评价这两个变量之间的相关程度,同时用配对样本t检验来比较两组平均数的差异是否显著。通过诊断试验绘制ROC曲线并根据最大约登指数得出Kinect v2评估每种不良体态的最佳切点。最后,最后,通过组外回代验证应用效果,将Kinect v2根据切点所得的评估结果与体态治疗师的评估结果比对,分析Kinect v2根据最佳切点评估常见不良体态的精确度。研究结果:⑴信度结果显示在肩关节部位,动作任务一时两次测量左右肩关节中心差值的最大值、最小值、均值的ICC范围值在0.72-0.95之间,标准误差范围在1.5-4.0之间;在髋关节部位,动作任务二时两次测量左右髋关节中心差值的最大值、最小值、均值的ICC范围值在0.75-0.90之间,标准误差范围在7-11之间;在膝关节部位,动作任务三时两次测量左右膝关节中心移动距离的最大值、最小值、均值的ICC范围值在0.79-0.95之间,标准误差范围最大值在34-43之间、最小值在3-7之间、均值在17-20之间;动作任务四时两次测量左右膝关节中心移动距离的最大值、最小值、均值的ICC范围值在0.70-0.95之间,标准误差范围最大值在18-31之间、最小值在1-3之间、均值在16-17之间。⑵效度结果显示:三个关节平均距离Kinect V2和Vicon的差值,在左右肩关节分别为19.2 mm、25.1 mm,在左右髋关节分别为18.0 mm、8.3 mm,在左右膝关节分别为29.4 mm、43.7mm、42.3mm、26.3mm;t检验分析结果显示:在肩、髋、膝关节部位t值分别为20.8、26.8、20.1、21.4、19.2、14.8、31.8、22.8,上述t检验结果均有统计学意义(P<0.01);相关性分析结果显示:在肩、髋、膝关节部位r值分别为0.97、0.97、0.96、0.98、0.97、0.92、0.95、0.98,上述相关性分析结果均有统计学意义(P<0.01);三个关节最大距离Kinect V2和Vicon的差值,在左右肩关节分别为25.2 mm、29.2 mm,在左右髋关节分别为26.6 mm、24.5 mm,在左右膝关节分别为20.5 mm、22.0mm、25.2mm、29.2mm;t检验分析结果显示:在肩、髋、膝关节部位t值分别为13.7、7.5、8.6、10.8、14.6、25.4、13.7、7.5,上述t检验结果均有统计学意义(P<0.01);相关性分析结果显示:在肩、髋、膝关节部位r值分别为0.95、0.84、0.75、0.88、0.93、0.90、0.85、0.88,上述相关性分析结果均有统计学意义(P<0.01)。⑶通过诊断实验我们得出基于Kinect v2静态身体姿态评估系统评估4种体态异常的最佳切点,评估高低肩(正常、轻度和重度)的切点分别为<4mm、4.1~15mm、>15mm;评估长短腿(正常、轻度和重度)的切点分别<8mm、8.1~17mm、>17mm;评估X型腿(正常、轻度和重度)的切点分别<21mm、21.1~-40mm、>-40mm;评估O型腿(正常、轻度和重度)的切点分别<19mm、19.1~40mm、>40mm。⑷应用效果验证实验结果显示Kinect v2对高低肩正常、轻度、重度诊断正确百分比分别为96%、93%和89%,总体诊断正确百分比为94%;对长短腿正常、轻度、重度诊断正确百分比分别为80%、96%和87%,总体诊断正确百分比为93%;对X型腿正常、轻度、重度诊断正确百分比分别为81%、76%和55%,总体诊断正确百分比为75%;对O型腿正常、轻度、重度诊断正确百分比分别为87%、67%和60%,总体诊断正确百分比为86%。研究结论及展望:⑴Kinect V2在四个动作任务中的相对可靠性良好,而绝对可靠性在肩关节较好、髋关节一般、膝关节最差。⑵使用Kinect v2和Vicon同时采集四个任务动作,结果表明两者相关性均较高,可靠性会随着运动复杂性的增加而降低。⑶通过诊断实验我们得出:评估高低肩(正常、轻度和重度)的切点分别为<4mm、4.1~15mm、>15mm;评估长短腿(正常、轻度和重度)的切点分别<8mm、8.1~17mm、>17mm;评估X型腿(正常、轻度和重度)的切点分别<21mm、21.1~-40mm、>-40mm;评估O型腿(正常、轻度和重度)的切点分别<19mm、19.1~40mm、>40mm;⑷本研究基于Kinect V2的静态身体姿态评估系统对高低肩、长短腿、X型腿和O型腿的正常、轻度诊断正确百分比高于重度,对高低肩、长短腿的总体诊断正确百分比高于X型腿和O型腿。本研究所取得的成果有望利用低成本运动捕捉传感器Kinect V2开发可评估更多种类体态的评估系统。这种系统可以在康复中心用作体态评估师评估不良身体姿态的替代方法,以逐渐摆脱耗时且测量误差较大的人工测量,具有未来研究和临床应用的潜力。如果想使用Kinect作为体态综合评估系统的一部分需要进行一些修改和技术突破。