通过使用原型网络的单次迁移学习实现中风后手势识别

背景介绍 中风是全球死亡和致残的主要原因之一,随着人口老龄化和城镇化的发展,中风患者总数正在全球范围内增加。尽管治疗的进步降低了死亡率,但幸存者中需要康复治疗的人数却大幅增加。特别是在低收入和中低收入国家,这种情况尤其显著。这些国家的卫生资源有限,因此亟需一种适应性强、成本效益高的康复干预措施(Feigin et al. 2022)。 中风康复是一个漫长且负担沉重的过程,不仅耗费体力,还带来巨大的经济压力,因此自动化评估系统能够减轻康复费用和减少对物理治疗师访视需求的重要性愈发显著。这些系统通过传感器数据评估中风幸存者的运动功能,提供互动康复练习的低成本方法,尤其适合家庭康复(Chen et al. 2017)。此外,将游戏融入这些系统中可以增加中风幸存者的动机和参与度,通过使他们能够从事有...

利用深度学习增强视觉步态分析中的跌倒风险评估

引言 跌倒事件在多个临床人群中普遍存在,通常的风险评估包括对个体步态进行视觉观察。然而,对步态的观察评估通常局限在实验室内对个体进行规范的步行协议测试,以识别可能增加跌倒风险的缺陷,但微妙的缺陷可能不易被观察到。为此,客观方法(例如惯性测量单元,IMUs)对于定量分析高分辨率的步态特征是有用的,这有助于通过捕捉细微差别来提高跌倒风险评估的信息量。然而,仅依赖IMU的步态仪器化分析存在局限性,它没有考虑到参与者的行为以及环境中的细节(例如障碍物)。视频眼动仪可能提供了评估跌倒风险的额外见解,通过记录头部和眼睛的运动,可以了解人们基于头部和眼睛的动作来遍历环境的方式。但是,手动评估视频数据以评估头部和眼睛的动作既耗时又具有主观性。因此,迫切需要自动化的方法,但目前尚不存在。本文提出了一种基于深度...

基于惯性测量单元的自动步态事件检测

自动步态事件检测的新方法:健康受试者和中度至重度受损患者的惯性测量单元分析 Cyril Voisard, Nicolas de L’Escalopier, Damien Ricard, Laurent Oudre. Neuroengineering and Rehabilitation 杂志 (2024) 21:104 https://doi.org/10.1186/s12984-024-01405-x 研究背景 步态分析在医学中是评估各种疾病患者健康状况和病情进展的重要工具。惯性测量单元(IMUs)由于其紧凑的尺寸、低成本和易于集成,已在临床步态分析中得到广泛发展。然而,尽管现有的自动步态事件(GE)检测方法在健康受试者身上取得了高效率,但在步态严重受损的患者中仍存在挑战。 研究目标 本研...

踝关节背屈动力学要求增加摆动相足离地间隙:论对辅助设备设计和能量需求的影响

科研报告 背景介绍 随着人口老龄化以及中风等神经系统和肌肉系统疾病的增加,步态障碍导致的绊倒和跌倒风险成为一个严重问题。研究表明,踝关节背屈在步态的摆动阶段对确保足部离地高度至关重要。然而,目前对于摆动阶段踝关节动力学和机械能量交换的研究较少。现有的研究主要关注正常行走时的踝关节背屈,而随着多种提供背屈辅助的设备的开发,有必要了解在这些设备中能量需求的最小要求。 近年来,踝关节背屈辅助技术的发展迅速,特别是运用了先进的致动器和能量回收装置以提高步态安全性和防止跌倒。然而,这些设备需要提供足够的机械功率,以确保踝关节在摆动阶段的背屈辅助。了解踝关节背屈的动力学需求,对设计轻便、低功率的助力设备尤为重要。 论文来源 这篇文章由Victoria University的Soheil Bajelan、...

重复经颅磁刺激对皮层活动的影响:系统评价与荟萃分析

关于重复经颅磁刺激(rTMS)对皮质活动影响的系统回顾与荟萃分析 - 功能性近红外光谱(fNIRS)评价 背景介绍 重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,简称rTMS)是一种通过产生磁场来诱导大脑皮层内电流的设备,用于实现神经调节效果,从而增强皮质兴奋性或诱发抑制效应。这一技术不仅对刺激部位的皮质兴奋性产生局部影响,还通过复杂的神经网络和互为投射对侧脑区产生影响。其应用范围甚广,主要用于治疗抑郁症(major depressive disorder)、神经病理性疼痛以及脑卒中后运动功能恢复等。 近年来,功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy,简称fNIRS)作为一种光学神...

经皮脊髓刺激对双手协调运动的影响研究

双手协调和脊髓神经调控:经皮脊髓刺激如何改变双手动作的神经基质 背景:人类以复杂的方式使用双臂,往往要求双手协调。神经系统疾病限制了人类运动系统这一显著特征。了解神经调控技术如何改变双手协调的神经机制,是设计有效康复干预的重要一步。非侵入性激活脊髓的经皮脊髓刺激(TSCS)促进了脊髓损伤后运动功能的恢复。许多研究试图使用各种电生理工具捕捉这些效应的基础神经机制,但尚不清楚TSCS对通过脑电图(EEG)记录的皮层节律的影响,尤其是在双手动作期间。 研究者在12名神经完好的参与者中,调查了颈部TSCS对感觉运动皮层振荡的影响。他们检查了TSCS应用期间运动运动学的变化,以及执行单手和双手臂伸展运动(代表日常生活活动)期间的皮层激活水平和两个半球之间的连接性。行为评估结果显示,在TSCS应用期间,...

帕金森病患者静态平衡的趋势变化分析

帕金森病患者静态平衡的趋势变化分析能区分药物状态 引言 保持身体的静态平衡对日常生活至关重要,这需要身体各个部位之间协调好。任何平衡能力的改变或降低都会增加跌倒风险。帕金森病(PD)患者会出现运动症状,影响其维持稳定姿势的能力。本研究旨在探讨PD患者以及健康成年人在静态姿态下身体分节(身体部位)的姿态波动,并应用趋势变化分析(Trend Change Analysis, TCA)来揭示两者的运动策略差异。 研究背景 保持身体直立姿态是一个基本的生理过程,需要依赖于视觉、前庭和体感反馈等感觉系统在中枢神经系统内的精密协调。姿势不仅仅是身体分节的静态排列,更代表了为维持稳定所做的持续调节过程。随着年龄的增长和神经系统疾病的发生,保持直立姿态的能力会逐渐降低,从而增加跌倒和相关损伤的风险。这种能力...

中风患者双足任务中的运动相关皮层电位和顶枕-中央前区连通性时间同步性

在中风患者双足任务中,运动相关皮层电位和顶枕-中央前区连通性的时间同步性 背景介绍 在中风后康复研究中,功能连通性(FC)、运动相关皮层电位(MRCP)和步态活动是与康复结果相关的常见衡量指标。尽管这些都已被单独研究,但它们之间的相互关系,特别是与双足辨别性的相互关系,尚未得到深入探讨。中风患者的康复效果差异显著,这些指标之间的关系可能揭示新的康复策略和疗法。 论文来源 这篇文章由 Chun-Ren Phang, Kai-Hsiang Su, Yuan-Yang Cheng, Chia-Hsin Chen 和 Li-Wei Ko 等学者撰写,分别来自 National Yang Ming Chiao Tung University, Kaohsiung Medical University ...

可穿戴生物反馈装置评估帕金森病患者步态特征并改善步态模式:一项病例系列研究

可穿戴生物反馈装置评估帕金森病患者步态特征并改善步态模式:一项病例系列研究

穿戴式生物反馈设备在帕金森病患者步态评估中的应用:一项病例系列研究 研究背景 帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)患者往往表现出异常的步态模式,这会严重影响他们的独立性和生活质量。步态异常主要表现为步长减小、步频增加以及在支撑相和离地过程中地面反作用力降低。这些步态问题大大增加了患者跌倒的风险,同时也降低了他们的独立性和生活质量。 为了改善帕金森病患者的步态问题,近年来穿戴式生物反馈技术逐渐成为一项重要的研究方向。穿戴式生物反馈设备可以在步态活动中实时提取步态特征,并根据特定的步态事件提供个性化的反馈刺激,从而增强患者对自身步态异常的认识。此次研究所使用的穿戴式振动触觉双向界面(Bidirectional Interface,BI)正是基于此原理开发的。 研究来源 该研究...

重新定义玻璃体透明细胞的起源为卵黄囊来源的组织驻留巨噬细胞

本文旨在探讨眼科领域内的组织驻留巨噬细胞——玻璃体巨噬细胞(简称“hyalocytes”)的发育渊源、生物学特性和与眼部疾病的相关性。眼部是一个高度特化的感觉器官,包含作为中央神经系统一部分的视网膜,以及透明的玻璃体等非神经部分,确保眼球的稳定和清晰的光学轴线。本研究利用基因工程小鼠、胚胎及成体标记方法,以及多彩的免疫荧光标记和共聚焦激光扫描显微镜,全面揭示了发育和成年期间小鼠hyalocyte种群的特点。 研究证实,小鼠hyalocytes表达多种已知的髓系细胞标记物,与视网膜微胶质相比,显示出独特的免疫表型。胚胎脉冲标记揭示了小鼠hyalocytes的卵黄囊衍生起源,其前体在产前植入发育中的眼睛。最终,通过产后标记和异体瘤实验确定,hyalocytes具有持久性,依赖于CSF1R(col...