基于RBF-SVM算法探究不同训练程度参与下功能性近红外光谱信号的智能分类与识别分析

目的:在临床康复训练中保持高水平的参与度可以显著促进患者运动能力的恢复。本研究旨在利用功能性近红外光谱(fNIRS)技术监测被试者在训练过程中的参与状态变化,并应用机器学习算法对不同参与度进行分类与识别,为临床评估提供客观量化参与信息,促进优化康复训练方案。方法:本研究招募了16名健康的右利手被试者,参与了不同难度水平的训练任务。使用一般线性模型选择显著激活的fNIRS通道,提取氧合血红蛋白(HbO)浓度特征,包括均值、斜率和样本熵,利用支持向量机(SVM)分类器对被试者的训练参与程度进行分类和识别分析。结果:通过8次3折交叉验证评估了SVM分类器的性能,结果显示:斜率、均值、样本熵及这三种特征的组合下,分类模型的准确率分别为75.1%、83.2%、80.5%和86.8%。结论:采用SVM分类器能够有效对fNIRS信号进行分类和识别。该研究为运动训练提供了量化参与程度评估信息,将进一步或可为脑卒中运动功能康复智能评估研究奠定理论基础,并为智能康复处方的制定和动态参数调整提供依据,有助于提高运动康复训练效率和效果。

基于空间末端引导式上肢康复机器人平面游戏的交互方式研究

目的:游戏互动可以极大提高上肢功能障碍者康复训练的积极性,本文结合空间末端引导式上肢康复机器人的结构特点,分别基于关节角度变化和机械臂末端点位置提出了2种平面游戏的交互设计方法。方法:通过建立机械臂3个驱动关节角度与游戏界面坐标系的映射关系实现人-机游戏互动,并比较了同一运动轨迹在2种不同交互设计方法下的游戏界面轨迹。结果:基于关节角度变化的平面游戏交互方式,通过建立关节角和游戏界面坐标系的映射函数,可以简化运算过程提高运算效率;基于机械臂末端点位置信息的平面游戏交互方式则更能准确地表述机械臂的实际运动姿态,可以实现1∶1复原机械臂末端轨迹。结论:提出的2种基于不同数据信息的游戏交互方式均有各自的特点和优势,为多自由度上肢康复机器人进行平面游戏交互设计提供了解决方案。

一种新型床旁上肢康复训练机器人的结构设计与运动分析

目的:设计一款新型床旁上肢康复训练机器人,为脑卒中和意外导致偏瘫的肢体运动功能障碍者提供卧床上肢训练。方法:综合考虑上肢的活动范围及康复策略,结合病床-机构空间位置和床旁运动模式与康复医学人体关节运动学理论,将肩关节部分自由度重构,使其在床旁位姿下具有4个主动自由度的同时不易产生侧翻风险。结果:新型床旁上肢康复训练机器人设计验证可行,工作空间合理,被动训练轨迹连续且平稳。结论:本文提出的这种床旁上肢康复训练机器人在开展临床康复工作时,能够改善上肢功能障碍者处于仰卧位下肩关节复合带运动受限的问题,实现康复机器人与卧床照护两者间的融合,精确的轨迹曲线规划有助于机械臂更好地服务临床。

上肢功能康复评估系统研究进展

根据脑损伤部位、程度的不同,脑卒中所造成的功能障碍表现形式完全不同。其中上肢功能障碍是脑卒中最常见的后遗症之一,上肢功能状况会极大程度地影响到患者的自理能力和日常生活质量,由于障碍程度随时间推移会逐渐加重,通常建议卒中后患者尽早进行康复治疗[1—3]。而功能障碍的评估是后续康复方案制定的重要前提和依据。

基于多模态信息融合的肘关节连续运动估计

目的针对目前上肢康复训练设备多为被动式、训练方式单一、患者主动参与度较低等问题,提出一种基于多模态信息融合的上肢连续运动估计算法,实现对肘关节力矩的准确估计。方法首先,在4种角速度下,采集受试者的表面肌电信号和姿态信号,提取信号的时域特征并利用主成分分析方法进行特征融合;其次,通过附加动量法和自适应学习率对反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)进行改进,使用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对神经网络进行优化,构建基于PSO-BPNN的连续运动估计模型;最后,以第2类拉格朗日方程计算的关节力矩作为准确值,对模型进行训练,并与传统BPNN模型进行性能对比。结果传统BP神经网络模型均方根误差为558.9 mN·m,R2系数为77.19%,优化模型后的均方根误差和R2系数分别为113.6 N·m、99.12%,力矩估计准确度进一步提高。结论本文提出的肘关节连续运动估计方法能够准确地识别运动意图,为上肢外骨骼康复机器人的主动控制提供切实可行的方案。

缺血修饰白蛋白在经皮冠状动脉介入治疗术中的变化及意义

目的:观察经皮冠状动脉介入治疗术血浆缺血修饰白蛋白、心肌肌钙蛋白I及肌酸激酶同功酶的浓度变化及其临床意义。方法:60例行经皮冠状动脉介入治疗术的冠心病患者(PC I组),分别测定其术前、术后30 m in、6 h、12 h、24 h的血浆修饰白蛋白、肌钙蛋白I及肌酸激酶同功酶水平,缺血修饰白蛋白由白蛋白-钴结合试验测定,并与30例仅作诊断性冠脉造影患者(冠造组)术前、术后30 m in、24 h的检测结果进行对比分析。结果:PC I组,54例术后30 m in缺血修饰白蛋白比术前明显升高(P<O.05),6 h渐降到正常水平;21例患者肌钙蛋白I在术后6 h、12 h和24 h明显升高(P<O.05);而肌酸激酶同功酶术前、术后无明显变化(P>0.05)。缺血修饰白蛋白升高与术中球囊扩张压(r=0.482,P<0.01)、持续时间(r=0.353,P<0.05)和扩张次数(r=0.406,P<0.05)明显相关。在冠造组,缺血修饰白蛋白、肌钙蛋白I和肌酸激酶同功酶术前、术后无明显变化(P>0.05)。结论:经皮冠状动脉介入治疗术可使心肌发生缺血缺氧损伤,缺血修饰白蛋白在术后迅速升高,并早于肌钙蛋白I的出现。缺血修饰白蛋白不仅是一个心肌缺血早期的诊断生化指标,而且是心肌损伤严重程度的一个指标。

慢性心力衰竭合并心律失常治疗效果分析

目的:探讨心力衰竭患者合并心律失常综合治疗的临床效果。方法:选取2010年1月至2013年12月郏县人民医院心内科收治的120例心力衰竭合并心律失常患者为研究对象,均采用综合治疗并进行随访,分析其治疗效果。结果:120例患者经综合治疗后,显效72例,好转36例,有效率达90%;无效10例,死亡2例。随访6个月,10例无效患者中6例发生猝死。结论:对于心力衰竭合并心律失常患者的治疗,要注重心功能的改善、基础病的治疗及诱因的去除,对于经过综合治疗效果不佳的患者可给予胺碘酮纠正患者心律失常。

基于激光雷达的嵌入式护理床自动对接系统

针对目前失能患者自主移动困难及传统护理搬运易造成二次伤害,本研究设计了一种基于激光雷达的嵌入式护理床自动对接系统。实现可分离式护理床的对接,要获取轮椅与床体精准的相对位姿。床椅对接分为局部定位和精准对接两步。前期利用智能轮椅自主导航移动至床体框架前部目标区域,到达目标点,后向激光雷达对预置的床体人工标志进行特征提取与局部定位,为确保对接定位的精度和鲁棒性,在局部定位的基础上利用PID算法自动调节轮椅的位姿状态,实现床椅的精准对接。本研究的局部定位算法具有较高的定位精度与鲁棒性,PID自动控制能够平稳地实现床椅自动对接。该系统一定程度解决了失能患者自主移动问题,避免了对患者搬运造成的二次伤害,且床椅对接准确性较高。

多功能护理床智能技术的研究进展

随着人口老龄化加剧,多功能护理床需求呈现迅速上升趋势。我们在系统调研多功能护理床的基础上,对护理床功能分类、关键技术分析和未来发展趋势进行了总结与展望。根据多功能护理床的功能类型将其分为基础功能型、二便护理型和自主移动型,并对各种类型进行技术对比。重点阐述了多功能护理床自动对接功能中红外超声波、激光雷达和视觉传感器三种传感器的工作原理及存在的问题,指出了多功能护理床智能技术发展应做到多种技术融合使用,提高产品的综合性能和可靠性。

氯吡格雷联合阿司匹林治疗不稳定型心绞痛的疗效观察

目的:观察氯吡格雷联合阿司匹林治疗不稳定型心绞痛的临床效果。方法:选择2006年1月至2012年3月郏县人民医院心内科诊治的400例不稳定型心绞痛患者为研究对象。对照组(200例)给予阿司匹林,实验组(200例)给予氯吡格雷和阿司匹林,观察两组治疗6个月的效果及心血管事件的发生率。结果:治疗6个月后,实验组心绞痛较对照组明显缓解,心血管事件发生率显著降低,两组差异有统计学(P<0.05)。结论:氯吡格雷联合阿司匹林治疗不稳定型心绞痛可显著提高临床疗效,降低心血管事件的发生率。

替罗非班治疗高危非ST段抬高急性冠脉综合征的临床观察

目的:观察替罗非班治疗高危非ST段抬高型急性冠脉综合征患者的临床效果及安全性。方法:100例诊断为高危组急性冠脉综合征患者随机分为对照组和治疗组各50例。对照组给予常规治疗,治疗组在常规治疗的基础上给予替罗非班,评价并比较治疗1周后两组临床疗效及其安全性。结果:治疗1周后,治疗组的临床疗效均显著高于对照组,心血管事件发生率显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组均未发生消化道出血、脑出血等严重出血,差异无统计学意义。结论:替罗非班可提高高危组非ST段抬高型急性冠脉综合征患者临床疗效,显著降低心血管事件的发生率,且安全性好。

经皮冠状动脉介入治疗有无侧支循环时血浆缺血修饰白蛋白的变化及其意义

目的观察冠心病患者经皮冠状动脉介入治疗(PC I)前后血浆缺血修饰白蛋白(IMA)浓度变化,并比较“罪犯”血管有无侧支循环时对其影响,探讨其临床意义。方法60例冠心病患者PC I术前、术后30m in从动脉鞘管取血,由白蛋白钴结合试验测定血浆IMA水平,并记录血管病变支数及术中“罪犯”血管有无侧支循环,分组分为有侧支循环组和无侧支循环组。结果两组患者PC I术后30m in IMA浓度均较术前明显升高(P<0.05);“罪犯”血管区域心肌有侧支循环组的IMA浓度升高水平(0.58±0.12)ABSU明显低于无侧支循环组(0.69±0.16)ABSU,P<0.05。结论PC I术可使冠心病患者血浆IMA水平升高,“罪犯”血管区域无侧支循环时血浆IMA水平升高较有侧支循环更明显,表明PC I治疗可对心肌产生损伤,特别是对无侧支循环血管保护的患者。

负性情绪干预对急性冠脉综合征疗效及冠脉事件发生率的影响

目的:探讨负性情绪干预对急性冠脉综合征疗效及对冠脉事件发生率的影响。方法:将80例急性冠脉综合征患者分别入选对照组、干预组,各40例。对照组给予心内科常规药物治疗,干预组在心内科常规药物治疗的基础上,加用负性情绪干顶治疗。评价并比较治疗2周时两组SAS、SDS得分,临床疗效及干预治疗5个月内急性冠脉事件的发生率。结果:治疗2周时,干预组SAS、SDS评分显著低于对照组,临床疗效显著高于对照组,5个月内急性冠脉事件发生率显著低于对照组,有统计学差异(P<0.05)。结论:负性情绪干预能降低急性冠脉综合征患者负性情绪的严重程度,并可提高其临床疗效,对急性冠脉事件的预防有重要作用。

在急性冠状动脉综合征早期缺血修饰白蛋白的改变及其意义

目的评价缺血修饰白蛋白(IMA)在急性冠状动脉综合征(ACS)早期诊断中的意义。方法132例疑似ACS患者在胸痛发作5小时内采血测定IMA、肌钙蛋白I(cTnI),入院即刻描记12导联心电图(ECG)。入选患者均经规范诊断、危险分层、标准治疗。IMA测定结果由吸光度单位表示,经受试者工作曲线(ROC曲线)分析获得区分非心肌缺血性胸痛(NICP)与ACS最适界值点(Cutoff)值。IMA、cTnI及ECG结果分别或联合与最终诊断结果(NICP,ACS)进行综合分析,评价其诊断ACS的临床价值。结果NICP与ACS组间IMA值差异有统计学意义,ROC曲线下面积0.978,在Cutoff值ABUS=0.525时敏感性和特异性分别为91.6%和89.8%。入院即刻检查IMA、cTnI和ECG诊断ACS的敏感性分别为85%,20%和40%,而三者联合可提高诊断敏感性至95%。结论IMA可对急性心肌缺血做出早期诊断,且明显提高对ACS早期诊断敏感性。

利用周期重复CLEAN的GNSS欺骗式干扰抑制算法

欺骗式干扰能够引导接收机出现定位错误甚至是控制接收机,对全球卫星导航系统在民用以及军事领域的安全应用构成极大的威胁。本文针对转发式欺骗干扰的问题,提出了一种基于周期重复CLEAN的卫星导航欺骗式干扰抑制算法。首先,利用欺骗式干扰空间和功率特征以及C/A码的周期重复特性,采用CLEAN方法估计多个欺骗式干扰源来向以及欺骗式干扰源个数。其次,结合线性约束最小方差(LCMV)算法和一阶微分约束算法,计算天线自适应权值。高保真数据实验表明本文方法能抑制多个欺骗干扰,且无需接收机反馈信息,可以作为一个独立的抗欺骗式干扰模块嵌入普通接收机。

穿戴式颈椎康复设备研究现状与趋势

颈椎康复设备广泛应用于康复科、推拿科等科室,用于各类颈椎病的治疗,有效减轻了医护人员的体力负担,极大地丰富了医生的治疗手段。该文首先简述了颈椎病的分型、治疗方法及其机理;其次,概述了颈椎康复设备的作用机制,并根据驱动方式、作用机理等对市面上现有的颈椎康复设备进行了分类,将其分为六大种类;再次,针对穿戴式颈椎康复设备的国内外研究及发展现状进行了详细介绍与总结;最后,对穿戴式颈椎康复设备未来6个方面(增加牵引维度及模式、提升柔顺性、提升人机耦合性、提升穿戴便携性、加深与传统医学的融合、加快产业化落地)的发展趋势进行了展望。

转化生长因子β_1水平和冠心病关系研究

目的研究人转化生长因子β1(TGF-β1)与冠心病临床关系。方法用酶联免疫吸附(ELISA)法测定CHD患者和对照组血清中TGF-β1含量,CHD组结合症状分为ACS、SAP亚组,结合冠脉造影结果分为单支病变、双支病变、三支病变组,根据冠脉粥样硬化严重程度积分。结果TGF-β1水平CHD患者低于对照组,ACS组低于SAP组,三支病变组低于单支病变组,TGF-β1水平和冠状动脉狭窄程度呈负相关。结论TGF-β1利于稳定冠心病症状,减少ACS发生,可以抑制冠脉粥样硬化斑块形成。

基于人体生物力学的颈椎动力外骨骼的设计与运动学分析

针对神经根型与交感神经型颈椎病,基于颈椎牵引、前屈/后伸、左/右侧屈及旋转运动康复治疗方式,设计了一种基于6-SPS/CS型并联机构的可穿戴式颈椎动力外骨骼。首先,基于人体生物力学进行外骨骼机构设计与颈椎运动分析,采用空间坐标变换方程和闭环矢量法对外骨骼等效并联机构进行运动学逆解分析;其次,利用ADAMS软件对外骨骼等效机构模型进行运动仿真分析,求解出位移、速度和加速度随时间的变化曲线,并与逆运动学理论模型进行对比分析,进一步验证了康复运动范围的可行性;最后,对颈椎动力外骨骼样机的康复功能进行了实验评估分析,外骨骼样机能够实现的运动范围为冠状轴-15°~15°、矢状轴-20°~20°及垂直轴-15°~15°,符合人体颈椎活动需求。结果表明,6-SPS/CS型颈椎动力外骨骼能够辅助人体颈椎进行牵引、前屈/后伸、左/右侧屈及水平旋转运动康复训练,该研究为后续的机构优化与临床应用提供了基础。

临床决策支持系统研究进展

利用临床决策支持系统(clinical decision support system,CDSS)对患者病情特征进行数据分析来辅助临床医生进行诊断决策的技术成为了未来医疗领域的发展趋势。该研究从CDSS的概念和应用环境出发,分析了临床决策支持系统的技术原理及特点、发展与应用现状,总结了不同CDSS的优势和限制,分别从使用体验、自身技术和医疗数据几个方面讨论了当前存在的不足和未来发展的可能性,为CDSS进一步发展和应用推广提供一定参考价值。

基于多传感器信息的新型穿戴式上肢外骨骼康复机器人

目的设计基于多传感器信息的新型穿戴式上肢外骨骼康复机器人,以解决上肢外骨骼康复机器人便携性不佳、患者参与度较低、训练模式自适应不足等问题,并探究受试者穿戴外骨骼时肌肉激活程度、肌电信号预测关节角度的准确性以及实现上肢康复训练的可行性。方法该设备机械结构包括肘关节和腕关节,采用模块化设计并结合3D打印技术;控制系统包括肌电采集、应力采集、姿态采集等单元,并设计主动、被动和助动三种训练模式。受试者穿戴外骨骼机器人后进行屈-伸肘实验,对比有、无辅助力时手臂肌肉激活程度;分析肘关节角度,并对比肌电信号预测的关节运动角度;验证机器人运行性能与应力检测效果。结果受试者穿戴外骨骼康复机器人安全可靠地完成了屈-伸肘动作,受试者肱二头肌、肱三头肌肌肉激活程度在有、无辅助力时分别减弱约32%、11%,肌电信号预测关节角度准确度约95%,应力测量值误差均低于5%。结论上肢外骨骼机器人可以给人体提供辅助力、预测关节角度,机器人通过肌电、应力以及位置信息辅助患者实现上肢康复训练具有可行性。