搜维尔科技：基于Xsens惯性传感器的动作捕捉技术测量人体工程学

由于单调和片面的体力消耗，牙科领域的从业者患肌肉骨骼疾病 (MSD) 的几率很高。惯性测量单元 (IMU) 越来越成为评估工作姿势风险的焦点。因此，本研究旨在使用基于惯性传感器的运动捕捉 (MoCap) 评估人体工程学讲座和培训干预对牙科助理学生的姿势风险和MSD的影响。18名女性牙科助理学生（年龄：19.44 ± 6.83 岁；身高：164.59 ± 5.32厘米；体重：64.88 ± 16.52 公斤；BMI：19.70 ± 4.89 公斤/米2）随机分为干预组（n = 9）和对照组（n = 9），参加了本研究。参与者完成了关于MSD患病率的北欧问卷，之后进行了带有 Xsens IMU的90秒MoCap。提供了人体工程学讲座，随后对干预组进行了为期五周的干预。进行了后续评估，并进行了5周和18周的后续MSD问卷调查。混合方差分析 (MANOVA) 显示快速上肢评估 (RULA) 以及上臂和手腕的部分评分存在显著差异。尽管MSD有所减少，但在五周的培训干预和18周的后续问卷调查后，测量时间和组别没有显著差异。有针对性的人体工程学讲座对牙科助理学生来说是有效的，IMU等技术改善了牙医的工作场所人体工程学。建议进行测量期更长、后续随访时间更长、样本量更大的进一步研究。

专业牙科助理具有以下特点：

• 由于要进行单调的工作（保持和吸吮），他们通常长时间保持同一姿势。由于患者的准备和后续工作（例如，拆除临时修复体和印模），经常需要长时间坐在椅子上而无法休息。
• 坐在牙医的职位下。
• 经常会遇到视野不佳的情况，因为口腔是一个小而细致的工作区域（例如，对于填充物，牙医首先必须能够看得清楚，并且牙科助理必须适应牙医的位置）。
• 需要额外的设备来完成他们的工作（例如放大镜或棱镜放大镜和椅子上的扶手）。

纳入标准如下：全职牙科助理学生，且在当前专业领域拥有至少三个月的工作经验。排除标准如下：目前存在肌肉骨骼系统损伤、急性身体活动受限和/或过去四周内接受过肌肉骨骼系统手术治疗。在干预期期间，三名未能完成后测的参与者被排除。

此外，在治疗前测和后测中，采用视觉模拟量表 (VAS) 评估患者6个不同身体部位的不适感，具体如下：

• 脖子
• 上臂
• 下臂
• 手腕
• 树干
• 下背部

实验设置

网络摄像头和平板电脑摄像头以及Xsens Awinda工作站距离患者约2.5米，以确保良好的视频质量和最佳视野。平板电脑的高度和距离已标准化（高度：88厘米；距离：252厘米）。所有记录均由同两位人体工程学专家完成，每位专家在健康科学领域均拥有数年经验。每位受试者可根据个人喜好调整座椅高度和患者位置。

测试设备（Movella Awinda和Xsens MVN Analyze Pro）

实验任务

所有牙科助理学生都执行相同的实验任务。实验前和实验后测量均在当天的同一时间（上午11点至下午2点之间）进行。该任务对样本来说是一次性的。测试主管在测量开始前向参与者宣读每个任务，内容如下：

• 坐在助理椅上。
• 牙医想补第36颗牙齿。
• 请用口镜托住脸颊，用大吸嘴托住舌头。
• 您可以尝试一次该职位。
• 现在，执行任务。

这一系列操作是牙科助理的典型任务，必须在日常工作中频繁执行。牙科助理通常除了将工具放入每位患者的口中外，还需要保持多种静态姿势。

基于IMU的MoCap

参与者使用IMU进行了90秒的动作捕捉 (MoCap)。每个IMU由三轴加速度计（±16 g）、三轴陀螺仪（±2000 度/秒）和三轴磁力计（±1.9 高斯）组成 。这些轴代表了一个稳健而精确的参考系统，用于重建工作场所的三维 (3D) 运动 ，并可提供可重复且准确的人体工程学风险评分。

结论

本研究结果表明，人体工程学讲座有效地解决了牙科助理的人体工程学问题。因此，机构应开展以预防肌肉骨骼疾病 (MSD) 为重点的职业健康培训，尤其应教授人体工程学原理，使学生在职业生涯早期受益。总体而言，作者建议在学校和工作场所的早期教育阶段就开展人体工程学培训，以鼓励学生在职业生涯开始前就认识到健康运动的重要性。此外，定期进行长期强化和伸展运动，并重点锻炼肩颈和下背部，可能有助于平衡该职业领域日常工作相关的姿势负荷。

关于搜维尔科技

我们热衷于动作捕捉技术的研发与推广。我们热衷于推动技术发展，使其处于技术前沿甚至更前沿。在这个频道上，我们想分享我们基于动作捕捉技术的最新体验。搜维尔科技与Xsens总部签署代理合作协议，成为其在中国大陆地区的授权代理经销商。搜维尔科技现支持相关产品购买、咨询与售后支持等服务，欢迎垂询。