[发明专利]人体环节重量及其重心的活体测定

说明书

本发明属于运动生物力学基本参数测定。它是用测量和数学运算的综合手段，实现人体各环节（例如：头、躯干、上臂、小臂、手、大腿、小腿、脚等）重量及其重心活体测定的新方法。

在运动生物力学研究中，为了准确分析人体运动规律，往往需要知道该人体的基本参数（如身体各环节重量及其重心，……等）。当前，国内外测定人体环节重量及其重心的方法有三类。

一、尸体解剖：由于解剖尸体少，且以中老年男性为主，故据此统计所得数据误差较大。

二、活体测量：常用方法：1、水浸法：将欲测环节浸入水中，求出环节体积，在假定人体密度均匀条件下，求得环节重量及重心位置。因此，精度很差。

2、人体几何测量和X射线摄影配合测量。由于此法需将人体简化成简单的几何图形，因而误差也较大。

3、γ射线扫描法。此法应用中有许多困难，如射线束易与吸收物体相互作用，产生次级γ量子，需对结果进行修正。实用性较差。

4、CT测试法。CT法是利用X射线与电子计算机的高速运算能力及图象重建原理工作的。具有图象清晰、分辨率高等特点。但存在设备复杂，价格昂贵，测试费用高等缺点。不适于普遍测量。

三、人体几何模型化法。它是将人体分为若干环节，而各环节用规则的圆柱、三角体、六面体等代替。因而存在计算复杂、误差较大等缺点。

本发明的基本原理是：让被测者躺（仰或俯卧）在一支承于几个测力点的平台上。在该平台上确定一座标原点，并用纵、横座标值表示人体各环节所处的位置。当人体不动时，人体总重心的作用线与各测力点所测力的合力作用线相重合，且各测力点测得力之和为一常数。若间断改变人体某一欲测环节的位置，人体其余部份均保持不动，则人体的总重心位置和各测力点测得力的大小都将会发生变化，但各测力点测得力的合力大小不变（因为人体重量不变），且合力作用线仍与人体总重心作用线相重合。根据各测力点的位置及测得力的大小，可计算出合力大小及合力作用位置，从而知道人体总重量及总重心位置。

再据人体总重心与人体各环节的重量及重心位置间的关系，而求得欲测环节的重量与重心位置。

如人体总重量及总重心位置座标值以C₀;X_c，Y_c表示，各测力点（例如A，B，D三个测力点）的座标为A（X_a，y_a）;B（X_b，y_b）;D（X_d，y_d），各测力点测得力为N_A，N_B，N_D，则在任意位置（n）时，存在以下关系：

X (n)c= N (n) A X a + N (n) B X b + N (n) D X d N A +N B +N D]]>