在临床评估与运动科学研究中,如何客观、精准地量化人体运动一直是核心挑战。传统光学动捕受限于空间与标记点遮挡,而早期惯性设备存在精度不足与漂移问题。意大利Captiks公司推出的无线惯性动捕与步态分析系统(Movit System),以"无标记、高精度、全无线"的特点,正成为多项跨学科研究的核心工具,其应用成果已发表于多个国际期刊与会议。

一、系统构成与技术亮点
Captiks系统基于Movit G1传感器,内置高灵敏度MEMS惯性传感器,采样率最高达200 Hz,支持多设备高精度同步(TDMA协议)。系统通过嵌入式算法完成实时姿态解算,结合Motion Studio采集软件与Motion Analyzer分析平台,输出关节角度、步态时序、运动对称性等生物力学参数,并支持Python/Matlab数据导出,满足科研复现需求。

二、科研实证:从儿科发育到神经退行性疾病

1. 儿童发育障碍的客观量化
研究团队使用Captiks全身动捕系统,对7--10岁儿童进行标准化跳跃测试。设备精准捕捉加速度与角速度特征,结果显示:ADHD/DCD患儿与健康儿童在跳跃任务中呈现显著差异(如关节协调性、落地稳定性)。该研究发表于《Wearable-based electronics to objectively support diagnosis of motor impairments in school-aged children》,为超越主观量表的诊断提供数据支持。
2. 步态和谐性:揭示健康行走的"黄金比例"
罗马第二大学研究发现,健康人步行时支撑相与摆动相时长比接近黄金比例(φ≈1.618),称为"步态和谐"。Captiks系统在自然行走环境中成功复现该现象,并发现老年人倾向于维持该比例以优化能耗,而帕金森患者则显著偏离。研究发表于《Assessment of Gait Harmony in Older and Young People》。
3. 时序递归性:斐波那契序列中的步态结构
跨学科团队通过Captiks系统采集的高精度时序数据,验证了健康步态在时间维度上具有自相似性与递归性,可用广义有限斐波那契序列建模。病理步态(如帕金森病)则出现高阶结构"断裂"。该研究发表于《Generalized Finite-Length Fibonacci Sequences in Healthy and Pathological Human Walking》,为运动控制机制研究开辟新路径。

4. 上肢功能评估:捕捉代偿策略
在SIAMOC 2023会议上发表的研究中,研究者利用7个Movit G1传感器同步记录帕金森与卒中患者执行Box and Block Test(BBT)时的上肢运动,成功识别出患者依赖躯干旋转的代偿策略,突破了传统仅依赖积木数量的评估局限。
三、系统优势:适配真实科研场景
* 真实环境可用:无需光学基站,适用于医院走廊、养老院等自然场景;
* 高同步性与扩展性:支持通过BNC或SDK与肌电、脑电设备同步,满足多模态研究需求;
* 临床友好设计:5分钟内完成穿戴,自动生成结构化报告与可视化图表。
四、应用前景
Captiks系统已在儿科神经发育、神经退行性疾病、老年跌倒风险、康复工程等领域形成完整方法学闭环。其高精度、可扩展与自然场景适配的特点,为运动生物力学、神经科学及人机交互研究提供了可复现、可深化的工具基础。

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