利用静息态功能磁共振成像研究缺血性脑卒中患者康复治疗后运动功能网络连接的变化

目的:探讨静息态功能磁共振成像技术在研究缺血性脑卒中患者康复治疗后运动功能网络连接变化情况的应用价值,以提高患者临床治疗效果。方法:选取我院神经内科2013年5月至9月收治的5例符合亚急性缺血性脑卒中影像学诊断标准的缺血性脑卒中患者为研究对象,利用静息态功能磁共振成像技术研究患者实施功能性电刺激治疗前后运动功能网络连接变化情况并将数据进行比对分析。结果:脑卒中患者康复治疗后运动功能网络连接系数为0.697,明显优于治疗前0.742,对比结果经统计学处理具有统计学意义(P0.05)。结论:通过对缺血性脑卒中患者利用静息态功能磁共振成像技术进行运动功能网络连接变化研究,揭示了运动功能网络连接变化情况,有效提高了临床研究效果,为临床治疗工作提供了数据支持,具有较高的临床应用价值,值得在神经内科临床治疗工作中推广使用。     

基于语音识别的脑瘫康复数字训练系统设计

基于语音识别设计了针对脑瘫患儿的数字语音训练系统。应用人机交互(HRI)技术与仿生机械手动作控制相结合达到提升脑瘫(CP)康复训练效果的目的。该系统中控制器采用Arduino MEGA 2560为主控制器,显示屏LCD1602作为人机交互数据显示界面,通过LD3320语音芯片实现人机语音交互功能。人机交互功能是通过Labview环境展开,可实现人、机器人的手势与动作的实时交互训练与评价。该系统可训练脑瘫患者反应能力、语言表述能力以及认识手势动作数字动作能力,为提升脑瘫康复训练系统提供关键技术。     

社交型脑瘫康复训练系统人机交互关键技术综述

脑瘫是一种常见的脑部发育不良疾病,国内外针对脑瘫康复主要是在幼儿期进行针对性康复诊治。步入成年后,社交型障碍是一种常见症状,为了更好地使脑瘫患者融入社会生活,有必要针对语言、动作和表情进行康复训练。本文针对社交障碍中的关键环节,结合传统康复手段,对人机交互技术在以机器人研发辅助工具来优化提升相关康复训练系统中的应用进行综述分析,为脑瘫患者康复训练设备智能化升级改造和研发提供有益借鉴。     

基于人机交互技术的社交型无奈式耸肩动作脑瘫康复训练系统设计

本文针对社交过程中的肢体动作语言耸肩动作展开研究,基于人机交互技术,设计了社交型耸肩动作脑瘫康复训练系统。该系统使用第二代Kinect v2设备对人体肢体关节的位置、角度等特征数据采集,通过支持向量机算法对数据分类训练从而实现耸肩动作的识别。本设计上位机选用C++语言编程对动作信号进行处理,依据系统设定的动作判定规则识别相应的动作信号,同时通过串口通讯方式向Arduino UNO开发板发送指令,驱动表情机器人做出相应的表情动作。整个系统使用Python编程设计人机交互界面,便于康复师引导受测者做出相应的耸肩动作,同时记录受测者的测试结果和测试时间,方便康复师对受测者康复情况分析和训练系统的后续完善。     

智慧医疗视角下虚拟康复服务系统设计研究

目的 为解决分散式康复服务与医疗物资资源供不应求问题，运用物联网构建一个互联互通的智慧康复服务系统，该系统将医疗、管理、数据、虚拟现实相结合，为患者提供完整的多元化康复服务。方法 将智慧医疗的服务设计思维引入康复服务系统中，对现有的康复服务进行分析，发现痛点与核心需求，寻找机会点，重新构建康复服务触点，并将虚拟现实技术介入其中，实现各触点间的优化配置，建立康复服务系统设计理论框架。结论 提出“以人为中心、系统化、可持续、共生价值”四大核心设计观为基础的康复服务系统设计思维，构建了虚拟康复服务系统，形成了医疗服务资源共享、康复训练环境多元化和信息数据可视化的线上线下联动的“双向导诊”康复体系，有利于提升用户的情感体验和康复效率，为智慧医疗运动康复服务的创新设计提供了可借鉴的理论依据。     

基于WSR-AHP的社区康复运动公共服务软平台构架研究

目的 针对社区康复运动服务精准化和专业化问题,聚焦运动评估和运动反馈,改善社区康复运动公共服务体验,提升康复效果。方法 以北戴河国际健康城周边社区为例,运用WSR法分别对康复运动物理、事理、人理三部分进行具体分析,明确服务精准化和专业化的功能目标,通过案例分析得出引导、交互、反馈三大服务流程,并收集用户需求,结合层次分析法进行需求权重分析。结果 得出康复运动评估和运动反馈两个重要需求,分别阐述其服务机制,以三大服务流程为基础架构,打通线上和线下,联动家庭-社区-医院,建立社区康复运动公共服务软平台构架,围绕用户行为,形成完整服务流程,并生成用户线上端测试版。结论 通过模糊综合评价法验证了康复运动公共服务软平台的可行性,为社区康复管理服务提供了新的方法和建议,也为智能器械的创新设计提供了新思路。     

基于全方位移动机器人的下肢康复训练研究

下肢康复机器人在临床康复领域的应用弥补了传统康复方法在客观性、有效性、实时性与趣味性等方面的不足。文章以人体下肢康复训练疗法及康复理论为依据,从临床康复的安全性、有效性、实用性及舒适性角度,解析出对下肢康复机器人机构、控制、传感器等方面的设计要求,并针对康复评价参数问题,提出了一种采用全方位移动下肢康复训练机器人获得动平衡参数及步态参数的方法。在分析人体下肢生理结构与临床康复对下肢康复机器人训练系统的特殊设计要求基础上,设计了能够提高人体下肢运动能力、实现多种训练方式、适用于不同患者、不同患侧康复训练模式的下肢康复机器人系统,对下肢障碍患者的康复以及临床医学研究起到辅助作用。     

面向脑卒中患者的上肢康复产品人机工程设计

目的 为提升脑卒中患者的康复体验,帮助患者上肢恢复,围绕患者的人机要素展开设计研究。方法 首先,对脑卒中患者的生理和心理特征进行分析,剖析病患显性和隐性障碍,并调查上肢康复产品使用现状,分析总结现有产品存在的问题,为上肢康复产品提供设计依据;基于人机工程学分析患者的上肢运动特征和信息感知特征,探讨上肢康复产品设计的关键点;依据用户分析和人机分析,从产品尺寸、信息交互、色彩与材质等方面展开设计,为患者上肢康复提供解决方案,并通过对比分析验证设计方案。结果 通过系统研究患者与康复产品的人机特征,设计出符合人体工学的上肢康复产品。结论 从人机工程学角度剖析脑卒中康复产品中存在的问题具有可行性,通过借助其他感官通道能有效解决脑卒中康复产品在人机方面存在的问题,为其他康复产品设计提供参考。     

基于CATIA的可穿戴下肢康复外骨骼人类工效学研究

为改进和完善偏瘫患者处于穿戴下肢康复外骨骼期间的人机耦合舒适性,运用CATIA(computer aided three-dimensional interactive application)人类工效学模块对偏瘫患者的运动形态进行虚拟仿真,将外骨骼设备作为研究方向,着重进行整机系统中人、机关系的剖析,在此基础上应用人类工效学理论对康复外骨骼设备作出人机工学设计、人机校定和评估。经过仿真分析及人机评估系统的研究表明,应用该设计方法使下肢康复外骨骼的空间适配和人机系统更好地达到偏瘫患者舒适度需求的要求。     

基于惯性跟踪的手臂运动及脑波一致性分析

考虑到脑卒中患者的传统偏瘫康复手段依赖于康复医生的指导和康复器械的协助,忽略了患者的主动参与性,缺少支配肢体运动的大脑神经系统的直接参与,以手臂运动为对象,研究了人体手臂运动时各姿态的变化及相应的脑电信号的变化,以探究人体上肢不同频率运动时大脑神经系统的参与情况与脑电信号变化情况,并提出了混合式Kalman滤波的数据融合算法和基于盲源分离的去除眼电伪迹的方法。在此基础上设计了快速手臂伸曲和慢速手臂伸曲运动实验和快速、慢速两种任务的手臂伸曲运动想象实验。实验表明,手臂运动与手臂运动想象脑波信号具有一致性,从而验证了所提方法的有效性。     

基于语音交互的脑瘫康复训练系统的设计

研究了使用人机交互的方式对脑瘫患儿进行康复训练的技术,设计了基于语音交互的脑瘫康复训练系统。该系统采用51单片机驱动整个系统,芯片采用LD3320语音芯片,下位机程序采用C语言编程,上位机采用Lab VIEW编程,通过串口传送的方式,把下位机接收到的命令传送到上位机,患儿通过识别上位机界面的图片,对应说出所要识别的文字,语音芯片进行识别,评价系统自动评判出患儿说的正确与否,并记录患儿每次识别所用的时间。案例实验验证了本设计的有效性。     

体感交互式上肢镜像康复训练机器人系统

针对脑卒中患者因大脑神经损伤而造成的上肢运动功能缺失,结合镜像疗法的机器人辅助训练可通过促使双侧肢协同运动来有效地促进大脑神经元重塑,从而实现运动功能恢复.为此,将镜像康复理论、虚拟现实技术和机器人技术有效结合,提出一种体感交互式上肢镜像康复训练机器人系统.使用动作捕捉设备采集患者健肢的位姿信息,通过设计人机镜像运动映...     

牵引式下肢康复机器人机构参数优化及轨迹规划

为满足下肢运动功能障碍患者在不同阶段的康复训练需求,针对现有下肢康复机器人训练方式单一的问题,提出了一种可实现卧姿、坐姿训练模式的牵引式下肢康复机器人。首先,根据人体下肢运动机理和仿生原理,设计了一种五自由度混联机构构型。然后,建立了机器人的运动学模型,分别计算了其运动学正、逆解。接着,以人体下肢末端与机器人末端的工作空间重合度为目标函数,采用遗传算法对机器人的机构参数进行了优化,并求得人机系统矢状面内人体下肢的有效工作空间比为0.71。最后,规划了CPM（continuous passive motion,连续被动运动）、圆周运动和螺旋运动等3种康复训练运动轨迹,并根据优化后的机构参数搭建了机器人样机,通过运动捕捉实验验证了机器人结构设计与优化结果的合理性以及轨迹规划的正确性,表明该机器人能够满足下肢运动功能障碍患者的康复需求。     

A New Mixed Clustering-Based Method to Analyze the Gait of Children with Cerebral Palsy

Cerebral palsy is a group of persistent central movement and postural developmental disorders, and restricted activity syndromes. This syndrome is caused by non-progressive brain damage to the developing fetus or infants. Cerebral palsy assessment can determine whether the brain is behind or abnormal. If it exists, early intervention and rehabilitation can be carried out as soon as possible to restore brain function to the greatest extent. The direct external manifestation of cerebral palsy is abnormal gait. Accurately determining the muscle strength-related reasons that cause this abnormal gait is the primary problem for treatment. In this paper, clustering methods were used to compare and analyze the differences between the abnormal and normal gait parameters of children with and without cerebral palsy. Since the collected data contains overlapping data that may be mutated, while the centroids are also different, the expected result is stratified. To solve this problem, a mixed clustering method is proposed that combines the advantages of K-means and hierarchical clustering, meaning that each set of data shows a similar trend to specific parameters. Experiment results show that this method can detect cerebral palsy through the difference between the abnormal gait of children with cerebral palsy and that of normal children.     

上下肢康复机器人的结构与控制系统设计

为更好地辅助中风偏瘫患者进行早期康复治疗，基于上下肢运动神经耦合理论，研制了一款上下肢康复机器人。首先，依据康复医学相关理论对上肢和下肢康复装置进行结构设计，并对下肢康复装置中的踝关节康复装置和下肢长度调整装置的机械结构进行详细介绍。然后，采用极点配置法建立位置闭环控制系统，实现上下肢康复机器人的被动联动运动。最后，招募4名健康的测试者进行上机测试。实验结果表明，该机器人实现了上下肢关节同步被动运动，且上下肢各关节运动轨迹误差不超过1.50°，说明其运动轨迹跟踪效果良好。该上下肢康复机器人可以实现双侧肩、髋、膝和踝关节共8个关节的联动运动，有望为偏瘫患者提供更好的早期步态康复治疗。     

基于 JACK的老年人下肢屈伸康复系统绩效仿真分析

通过人机工效仿真测评,得到老年人下肢康复行为的人机工程设计数据,为康复训练产品设计的优化提供参数化支撑和方向性指导。根据现有康复产品,建立康复虚拟环境,创建虚拟数字老年人体模型,定义老年身体形态和生理参数,将虚拟数字老年人体模型与虚拟康复环境结合,输入康复任务,分析老人康复操作任务的流程,对老人康复行为进行人机工效虚拟仿真。通过对老年人下肢康复系统的人机工效虚拟仿真测评,得到大量仿真数据,从而发现系统存在的不足和潜在的风险,为改进其设计提供依据。通过仿真分析有助于康复产品真正做到安全、健康、有效,从本质上提升康复训练系统的可用性。     

动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统设计

针对现有电、磁刺激系统参数调节存在的不足,设计了一种利用动态脑电地形图反馈调节的经穴磁刺激系统．该系统磁刺激发生模块基于DDS技术,利用单片机编程产生刺激波形、幅度、频率可调的刺激信号,功率放大后,经喇叭状刺激线圈产生磁场,作用于人体穴位．脑电仪在线检测大脑的脑电信号,经计算机数据处理,实时显示大脑a波动态脑电地形图,并反馈调节磁刺激强度、刺激频率和刺激波形．结果表明,该系统可以优化经穴磁刺激的输入方式,改善大脑a波能量,促进脑瘫病人神经系统恢复和康复训练．     

Functional Evaluation of Handgrip Signals for Parkinsonian Patients

This paper concerns the problem of recording and analyzing biomedical data that characterize the motor activities of the limbs in patients suffering from Parkinson's disease. The aim of this paper is the individuation of suitable parameters that are useful for detecting subjects affected by Parkinson's disease and revealing the state of the patient. Hence, a simple and inexpensive system that measures the force of palmar grip is presented and discussed, and a suitable software protocol that is able to record and manage the acquired data is developed. Finally, some biomedical parameters have been identified, characterizing the motor activities of limbs. The study of these parameters and the analysis of the correlations between the acquired data permit taking out useful information and details about the objective evaluation of Parkinson pathology, taking into account the metrological characteristics of the used measurement system.     

Assessment of cerebral blood perfusion changes after neurorehabilitation therapy in patients with middle cerebral artery infarction: An acetazolamide‐challenged SPECT study

Stroke is a leading cause of death and disability worldwide. Although neuroimaging has been used to examine brain changes related to recovery from stroke, cerebral perfusion changes after rehabilitation have yet to be elucidated. The aim of this study was to evaluate the regional cerebral blood flow (rCBF) changes and their associations with gross motor functions after neurorehabilitation therapy in stroke patients. A total of 7 patients with middle cerebral artery (MCA) infarction received conventional neurorehabilitation therapy twice per day for 4‐6 weeks on admission. Brain perfusion images were acquired before and after the therapy using acetazolamide‐challenged single photon emission computed tomography. A whole‐brain voxel‐wise analysis found increased rCBF in the contralesional prefrontal, precentral, and postcentral cortical areas and decreased rCBF in the ipsilesional insula, posterior orbital gyrus, and central operculum. Moreover, a region of interest analysis revealed that rCBF of the ipsilesional basal ganglia was positively correlated with motor function at baseline and follow‐up, and perfusion changes in the ipsilesional basal ganglia was positively correlated with changes in motor function. These findings suggest that the contralesional prefrontal and sensorimotor cortex may play compensatory roles during the motor recovery and that perfusion in the ipsilesional basal ganglia is closely associated not only with current functional status but also with clinical improvement after neurorehabilitation therapy in patients with MCA infarction. Further studies with larger sample size are warranted to investigate whether assessment of cerebral perfusion may be clinically useful in rehabilitation of stroke patients.