一种水下与陆地两用肩关节功能性本体感觉测量装置

摘要

本发明涉及本体感觉测量技术领域，且公开了一种水下与陆地两用肩关节功能性本体感觉测量装置，包括调节管道、定位管道、活动定位插销、固定管道、固定螺丝、稳定框架、停止标志板、位置插孔、稳定定位管道器、三角支撑架、支撑增高管与三通管。该装置需要受试者在游泳池中或陆地上进行肩关节运动学习，然后通过调节管道使停止标志板的位置随机出现，受试者通过肩关节对停止标志板所处位置进行判断，测量人员根据判断进行计算，从而得到表示本体感觉的机能参数；该装置具有造价低、组装简单、便于携带、可应用于多种场地等特点，是国内首例陆地功能性肩关节本体感觉测量装置，同时也是国际首例可应用于水下肩关节本体感觉测量装置。

说明书

技术领域

本发明涉及本体感觉测量技术领域，具体为一种水下与陆地两用肩关节 功能性本体感觉测量装置。

背景技术

肩关节是人体功能最复杂的关节，同时也是上肢最容易发生损伤的关节， 比如游泳运动员常见的损伤之一就是肩关节，此外在大众人群中还有肩周炎、 肩关节脱位等各种高发疾病都会影响肩关节的功能活动，从而对运动能力和 生活质量造成巨大影响。

肩关节的功能活动强烈依赖主动和被动的动态神经肌肉控制，这主要依 赖复杂的本体感觉系统进行调节，在肩关节的关节囊、肌腱和肌肉等解剖结 构中分布大量的本体感觉感受器，这些感受器会将关节、肌腱和肌肉感受到 的空间位置、压力、张力、速度等感觉信息传递到大脑，由大脑对传入的信 息进行处理并将指令反馈给肌肉骨骼系统，并做出相应的动作，因此对于肩 关节本体感觉的测量来预防损伤的发生，诊断肩关节损伤程度并为明确治疗 方式具有重要意义。

但是目前现有肩关节本体感觉测量装置的造价高，操作复杂，耗时长， 需要配备多名专业人员共同完成测量，而且现有测量技术与设备都是在实验 室进行，无法完成功能状态下测量，所得结果无法反应其真实本体感觉水平； 此外国内外目前没有水下本体感觉测量设备，为此我们提出了一种水下与陆 地两用肩关节功能性本体感觉测量装置。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种水下与陆地两用肩关 节功能性本体感觉测量装置。

本发明提供如下技术方案：一种水下与陆地两用肩关节功能性本体感觉 测量装置，包括调节管道、定位管道、活动定位插销、固定管道、固定螺丝、 稳定框架、停止标志板、位置插孔、稳定定位管道器、三角支撑架、支撑增 高管与三通管，所述调节管道的一端外表面对称安装有停止标志板，所述调 节管道的中部外表面设置有定位管道，所述调节管道与定位管道之间设置有 活动定位插销，所述定位管道的外表面设置有位置插孔；

所述定位管道的中部外表面设置有三通管与稳定定位管道器，所述稳定 定位管道器位于三通管的一端，所述三通管的下端外表面固定安装有支撑增 高管，所述支撑增高管的下端外表面固定安装有三角支撑架；

所述定位管道的中部外表面设置有固定管道与稳定定位管道器，所述稳 定定位管道器位于固定管道的上端，所述固定管道的一侧外表面设置有稳定 框架，所述稳定框架位于固定管道与固定螺丝之间。

优选的，所述停止标志板与调节管道之间设置有螺纹拆装头，所述停止 标志板的中部外表面通过螺纹拆装头与调节管道的一端外表面可拆卸连接。

优选的，所述位置插孔的数量为四组，所述两组位置插孔之间为两厘米， 所述活动定位插销的一端外表面通过位置插孔贯穿调节管道与定位管道，所 述调节管道贯穿定位管道。

优选的，所述固定螺丝贯穿稳定框架和固定管道与定位管道可拆卸连接。

优选的，所述支撑增高管的高度为50cm，所述支撑增高管的上端外表面 通过三通管与定位管道的中部外表面固定安装，所述三角支撑架的调整高度 为66-168cm。

结合权1至权4结构特征的一种水下仰泳与自由泳肩关节功能性本体感 觉测量装置，操作方法如下：

第一步：装置组装并进行调试，将稳定框架置于泳池边，将停止标志板 置于岸边水平面上10cm且垂直于泳池，使用稳定定位管道器和固定螺丝固定 住定位管道；

第二步：受试者调整位置使其在做自由泳和仰泳动作结束时手可以在停 止标志板中心位置停止，测量者通过使用活动定位插销分别插入位置插孔的 不同位置，从而改变停止标志板的高度，四个高度按顺序出现三轮，要求受 试者完成动作并记住四个位置对应的感觉；

第三步：进行测量，按照预定随机序列表的顺序，通过调节活动定位插 销使停止标志板的高度随机出现，让受试者对所调节的高度快速进行判断， 且没有对错反馈，随机序列表中四个位置各出现10次；

第四步：记录受试者判断反馈，分析AUC曲线下面积。

结合权1至权5结构特征的一种陆地肩关节功能性本体感觉测量装置， 操作方法如下：

第一步：装置组装并进行调试，受试者站在停止标志板的垂直面后10厘 米；

第二步：受试者调整位置使其在做肩关节前屈/后伸动作结束时手可以在 停止标志板中心位置停止，测量者通过使用活动定位插销分别插入位置插孔 的不同位置，从而改变停止标志板的高度，四个高度按顺序出现三轮，要求 受试者完成动作并记住四个位置对应的感觉；

第三步：进行测量，按照预定随机序列表的顺序，通过调节活动定位插 销使停止标志板的高度随机出现，让受试者对所调节的高度快速进行判断， 且没有对错反馈，随机序列表中四个位置各出现10次；

第四步：记录受试者判断反馈，分析AUC曲线下面积。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

该水下与陆地两用肩关节功能性本体感觉测量装置，可实现水下仰泳与 自由泳时肩关节本体感觉的测量，同时又可对陆地上站立时肩关节本体感觉 的测量。整个装置结构简单，组装方便，制作成本低，并能完成水下与陆上 两种不同的环境下的肩关节功能性本体感觉进行测量。

附图说明

图1为本发明水下肩关节功能性本体感觉测量装置的结构示意图；

图2为本发明陆上肩关节功能性本体感觉测量装置的结构示意图。

图3为本发明陆上肩关节功能性本体感觉测量装置的受试者工作特征的 ROC曲线图。

图中：1、调节管道；2、定位管道；3、活动定位插销；4、固定管道；5、 固定螺丝；6、稳定框架；7、停止标志板；8、位置插孔；9、稳定定位管道 器；10、三角支撑架；11、支撑增高管；12、三通管。

具体实施方式

为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本 公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为 了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知 部件的详细说明，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1-2，一种水下与陆地两用肩关节功能性本体感觉测量装置，包 括调节管道1、定位管道2、活动定位插销3、固定管道4、固定螺丝5、稳定 框架6、停止标志板7、位置插孔8、稳定定位管道器9、三角支撑架10、支 撑增高管11与三通管12，调节管道1的一端外表面对称安装有停止标志板7， 调节管道1的中部外表面设置有定位管道2，调节管道1与定位管道2之间设 置有活动定位插销3，定位管道2的外表面设置有位置插孔8；

定位管道2的中部外表面设置有三通管12与稳定定位管道器9，稳定定 位管道器9位于三通管12的一端，三通管12的下端外表面固定安装有支撑 增高管11，支撑增高管11的下端外表面固定安装有三角支撑架10，用于陆 地测量；

定位管道2的中部外表面设置有固定管道4与稳定定位管道器9，稳定定 位管道器9位于固定管道4的上端，固定管道4的一侧外表面设置有稳定框 架6，稳定框架6位于固定管道4与固定螺丝5之间，用于水下测量。

停止标志板7与调节管道1之间设置有螺纹拆装头，停止标志板7的中 部外表面通过螺纹拆装头与调节管道1的一端外表面可拆卸连接，可以方便 拆装停止标志板7安装在调节管道1的不同位置。

位置插孔8的数量为四组，两组位置插孔8之间为两厘米，活动定位插 销3的一端外表面通过位置插孔8贯穿调节管道1与定位管道2，调节管道1 贯穿定位管道2，可以保证两组位置插孔8之间的距离相同，保证测量所得数 据的精准性。

固定螺丝5贯穿稳定框架6和固定管道4与定位管道2可拆卸连接，可 以保证将固定管道4稳定。

支撑增高管11的高度为50cm，支撑增高管11的上端外表面通过三通管 12与定位管道2的中部外表面固定安装，三角支撑架10的调整高度为66-168cm，可以根据受试者的身高调节高度完成陆上测量。

结合权1至权4结构特征的一种水下仰泳与自由泳肩关节功能性本体感 觉测量装置，操作方法如下：

第一步：将装置按照水下肩关节本体感觉测量需求组装调试好，将停止 标志板7置于岸边水平面上10cm，且垂直于泳池，使用稳定定位管道器9固 定好固定管道2，自由泳与仰泳同样步骤进行测量；

第二步：受试者调整位置使其在做自由泳或仰泳动作结束时手可以在停 止标志板7中心位置停止，测量者通过使用活动定位插销3分别插入位置插 孔8的不同位置，从而改变停止标志板7的高度，受试者以仰泳或自由泳的 姿势在泳池运动肩关节，使得手掌触摸到停止标志板7，四个位置按顺序出现 三轮，要求受试者记住四个位置对应的感觉；

第三步：进行测量，按照预定随机序列表的顺序，通过调节活动定位插 销3使停止标志板7的高度随机出现,每个位置出现10次，让受试者对所调 节的高度快速进行判断，且没有对错反馈。

第四步：记录数据，分析AUC计算曲线面积。

结合权1至权5结构特征的一种陆地肩关节功能性本体感觉测量装置， 操作方法如下：

第一步：将装置按照陆上肩关节本体感觉测量需求组装调试好，受试者 站在停止标志板7的垂直面后10厘米；

第二步：受试者调整位置使其在做肩关节前屈或后伸动作结束时手可以 在停止标志板7中心位置停止，测量者通过使用活动定位插销3分别插入位 置插孔8的不同位置，从而改变停止标志板7的高度，四个高度按顺序出现 三轮，要求受试者完成动作并记住四个位置对应的感觉；

第三步：进行测量，按照预定随机序列表的顺序，通过调节活动定位插 销3使停止标志板7的高度随机出现,每个位置出现10次，让受试者对所调 节的高度快速进行判断，且没有对错反馈。

第四步：记录数据，分析AUC曲线下面积。

测量结果计算方法：

将40次位置随机序号和受试者反馈序号输入电脑，使用信号检测原理进 行统计与计算，从而给出本体感觉机能AUC得分。

首先，原始数据将被输入电脑程序所示的表格(示例)：

然后计算受试者对每个停止标志板位置判断的频率：

接着计算受试者对相邻两个停止标志板位置判断的累积频率(以停止标 志板位置1和2为例)：

再将累积频率转化为累积概率：

根据累计频率绘制受试者工作特征的ROC曲线，计算ROC曲线的下面积 (阴影部分面积表示为AUC)：

AUC＝A+B+C+D

＝1/2(0.1×0.6)+1/2[(0.6+0.8)×0.5]+1/2[(0.8+0.9)× 0.3]+1/2[(0.9+1.0)×0.1]

＝0.730(units)

同样计算停止标志板位置2-3，3-4的AUC参数，最后进行平均，得出平 均AUC分数，平均AUC在0.500至1.000之间，数值越接近1.000，表明受试 者能够很好地区分识别这4个停止标志板的停止位置，则受试者具有优秀的 本体感觉机能；数值越接近0.5000，表明受试者肩关节功能环境下对4个位 置区别能力较弱，则受试者具有较低的本体感觉机能，以上计算在SPSS版本21自带程序的ROC曲线分析内完成。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的 保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范 围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落 在本发明的保护范围内。