短期大量摄入酒精对树鼩行为学及运动机能的影响

目的:探讨短期大量摄入酒精对树鼩行为学及运动机能的影响,为后续神经科学研究奠定基础。方法:用不同体积的50%乙醇溶液构建树鼩酒精暴饮模型。将20只雄性滇西树鼩随机分为对照组、低剂量组、中剂量组与高剂量组,每组5只。采用旷场试验、步态分析试验综合评价树鼩饮酒前后的行为学基本特征,比较3个剂量组的运动总距离、平均速度、最高速度、穿越中央区次数以及步态线性度Δα、交替系数β、步长规律系数σ。结果:旷场试验显示,与对照组相比,中、高剂量组的运动总距离、平均速度、最高速度均显著降低(均P<0.01),3个剂量组树鼩穿越中央区次数均显著减少(均P<0.01),且高剂量组的变化最为明显。步态分析显示,与对照组相比,中、高剂量组树鼩的步态线性度Δα均显著升高(均P<0.01),3个剂量组的交替系数β、步长规律系数σ均显著升高(均P<0.01),且高剂量组升高最为明显。结论:树鼩短期大量摄入酒精对其身体产生明显的镇静作用,表现为探索欲望降低,步态紊乱,甚至共济失调。

基于DigiGait成像系统的帕金森病模型大鼠行为学分析

目的:探讨DigiGait成像系统评估帕金森病(PD)模型大鼠步态变化的可行性。方法:选择清洁级雄性SD大鼠24只,按照随机数字表法分为正常组、假手术组及模型组,每组8只。模型组采用单侧2点法脑注射6-羟基多巴胺(6-OHDA)制备PD大鼠模型,假手术组运用相同方法脑注射0.2%抗坏血酸溶液,正常组不进行任何手术处理。采用DigiGait成像系统分析3组大鼠跑带运动时间子成分(摆动时长、制动时长、触地时长、站立系数)、空间子成分(步幅频率、步幅长度、触地宽度、步态对称性、脚爪重叠距离、脚爪放置定位)及姿势子成分(脚爪角度、步偏角、脚爪面积)等3个维度的步态变化。结果:①时间子成分:与正常组比较,模型组左前肢、左后肢及右前肢在运动过程中的摆动时长、制动时长及触地时长明显延长(P<0.05),右后肢制动时长及摆动时长明显延长(P<0.05)。与假手术组比较,模型组左前肢、左后肢及右前肢在运动过程中的摆动时长、制动时长及触地时长较长(P<0.05),右后肢制动时长较长(P<0.05)。②空间子成分:与正常组和假手术组比较,模型组前后肢触地宽度明显增加(P<0.05),四肢的步幅频率、左侧肢步幅长度及大鼠的脚爪放置位置与步态对称性显著降低(P<0.05),但右侧肢步幅长度和左右侧肢的脚爪重叠距离无明显变化(P>0.05)。③姿势子成分:与正常组和假手术组比较,模型组在运动过程中左前肢、左后肢及右后肢与跑带接触的脚爪面积较小(P<0.05),右前肢与跑带接触的脚爪面积、脚爪角度及步偏角差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:DigiGait成像系统可以客观评价PD模型大鼠步行功能、平衡功能及协调功能,在PD相关基础研究中具有广泛应用的前景。

基于Cox健康行为互动模式的渐进性康复护理对帕金森病患者冻结步态功能的影响

目的观察基于Cox健康行为互动模式的渐进性康复护理对帕金森病患者冻结步态功能的影响。方法选取2021年4月至2022年10月于本院诊治的帕金森病冻结步态患者96例为观察对象。按照随机数字表法分为观察组与对照组,每组各48例。对照组行常规康复护理,观察组行基于Cox健康行为互动模式的渐进性康复护理。出院时,比较两组护理前后冻结步态量表(FGQ)、功能独立性测量(FIM)、计时起立行走测试(TUGT)、5次坐到站测试时间(FTSST)、Berg平衡量表(BBS)、匹兹堡睡眠质量指数量表(PQSI)、帕金森病生活质量问卷-39(PDQ-39)。结果护理前,两组FGQ评分、FIM评分、TUGT、FTSST、BBS评分、PDQ-39评分、PQSI评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);护理后,观察组FIM、BBS评分明显高于对照组,FGQ评分、TUGT、FTSST、PDQ-39评分、PQSI评分明显低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论基于Cox健康行为互动模式的渐进性康复护理应用于帕金森病冻结步态患者可有效改善运动功能、平衡功能及睡眠质量,同时可显著提升其生活质量,值得推广应用。

不同久坐行为水平下的社区老年人常速行走步态特征的研究

目的:调查社区老年人久坐行为的情况并探讨不同久坐行为水平与常速行走步态特征的关系。方法:2021年10月—2022年5月便利抽取合肥市6所社区中65岁及以上的279名老年人为研究对象,采用一般资料调查表、简易精神评估量表(MMSE)、害怕跌倒评估、国际体力活动长问卷(IPAQ-L)和便携式步态分析仪进行调查,并探讨常速行走步态参数与不同久坐行为水平之间的关系。结果:279名社区老年人每日总久坐时间为(6.79±1.98)h,每日久坐时间≥6 h的老年人有193人(69.18%);高龄、未婚/丧偶/离异、存在多重服药、共病数多、害怕跌倒、认知能力差、独居现象是社区老年人久坐行为的独立危险因素;与非久坐组老年人相比,久坐组老年人的步速、步频减慢,步长及步幅减短,跨步时间延长(均P<0.05);Spearman相关分析结果显示,步速、步频、步长及步幅与久坐行为水平呈负相关,跨步时间与久坐行为水平呈正相关(均P<0.01);多元线性回归分析显示,久坐行为水平是社区老年人常速行走步态参数的独立危险因素。结论:合肥市社区老年人的久坐行为现况不容忽视,不同久坐水平下的老年人常速行走步态特征不同。久坐组老年人的步态性能较非久坐组老年人下降较为明显,应多关注具有久坐行为的社区老年人的步态参数,避免出现晚年跌倒等不良结局的发生。

基于ESP32模块和矩阵式压力电阻的老年人步态行为分析系统设计

随着老龄化社会的到来,老年人安全保障变得愈发重要。文章设计了一种基于ESP 32模块和矩阵式压力电阻的老年人步态行为分析系统,利用ESP32模块进行数据采集和传输,通过分析由矩阵式压力电阻采集的老年人步态信息,可实时监测老年人的步态行为,及时发现异常并进行报警,从而为老年人提供安全保障。

APP/PS1双转基因小鼠认知功能和实时步态行为的相关性

目的初步探讨APP/PS1双转基因小鼠认知功能和实时步态行为学的改变的相关性。方法 3月龄APP/PS1转基因小鼠16只随机分成模型组和石杉碱甲片组,正常对照组选用同龄C57/BL6J小鼠14只。连续治疗150 d,Morris水迷宫(MWM)检测学习记忆能力,大小鼠步态分析仪(GAS-2)检测实时步态行为,并比较两种行为学的相关性。结果与正常对照相比,模型组小鼠有学习记忆能力的显著降低,逃避潜伏期均显著延长(P<0.05),在目标象限停留时间、游泳路程显著降低(P<0.05),第一次穿越平台的时间显著延长(P<0.05),穿台次数显著减少(P<0.05);在步态行为实验中,模型组小鼠平均步行速度显著降低(P<0.05),平均步行周期、绝对值平均体转角和侧向移动均显著升高(P<0.05),在一个步行周期中左后足(left foot,LF)、右后足(right foot,RF)支撑时相显著延长(P<0.05),摆动时相显著缩短(P<0.05),左前足(left hand,LH)、右前足(right hand,RH)、右后足推进指数均显著增加(P<0.05),制动指数显著降低(P<0.05)。石杉碱甲片能显著改善认知功能,并能在一定程度上纠正步态行为的变化。比较两种行为学的相关性,得出学习记忆能力与双前足的制动指数相关性较高(相关系数分别为-0.433、-0.379,P值分别为0.039、0.079),其他方面的相关性不大。结论 APP/PS1转基因小鼠在8月龄时有显著的学习记忆能力障碍和步态行为的改变,并且两种行为学存在一定的相关性。

实验性血管性痴呆大鼠模型的实时步态行为分析

目的建立实验性血管性痴呆大鼠模型,研究其实时步态行为。方法采用双侧颈总动脉结扎方法建立大鼠血管性痴呆模型,术后50 d进行实时步态行为训练与测试,记录步行速度、步行周期、步幅、步基、支撑时长、摆动时长等指标共计96项。结果与假手术组比较,实验性血管性痴呆模型组大鼠有19项步态指标出现了显著地统计学差异,模型动物步态行为异常主要体现在前肢步宽增加(P<0.05),各足步行周期延长(P<0.05),各足支撑时长增加(P<0.05,P<0.01),摆动时长缩短(P<0.05),同源协调性降低(P<0.05),各足足迹平均面积和平均强度增加(P<0.05,P<0.01)。结论实验性血管性痴呆大鼠模型实时步态行为异常与临床患者所见症状相似,可为该模型的建立和判断提供借鉴。

用行人轮廓的分布直方图分类和识别步态

现有的步态识别方法对行人轮廓匹配的鲁棒性差,识别率不高.提出了一种基于轮廓直方图分布的行人步态识别方法.首先提取行人二值轮廓序列;然后通过人体局部轮廓的点分布直方图获取步态周期;继而构造表达帧间关系的周期步态平面,设计一种直方图分布的描述子获得帧姿态特征值,计算出姿态轮廓特征分布间的Jeffery距离,结合动态时间规整技术获取了测试序列和参考序列间的匹配相似度,最终完成了识别.在Soton步态数据库上进行了实验,提出算法的正确识别率可达87.59%,与相关文献的对比分析表明算法是有效的.

用时变模板自动识别行人的步态

提出了一种以行人轮廓随时间变化的灰度图像为模板的步态识别方法.首先提取行人二值轮廓序列;然后针对轮廓的关键运动区域分析边缘点分布直方图的变化,检测出包含两个单步的步态周期;随后对单步范围内的轮廓序列,经帧间轮廓前向运动区域叠加产生单步运动历史图像,从而将三维信息表示到二维图像上;继而用一组同心矩形分割两个单频运动历史图像,提取出局部性的矩统计量作为步态特征向量,最终实现了步态识别.在Soton数据库上进行了实验,这种算法的正确识别率可达85.57%,与相关文献的对比表明该算法优于现有算法.

多视角步态识别综述

步态识别作为生物特征识别中的一种,具有远距离、非接触和难以模仿等优点.其中视角或行走方向的变化使提取的人体轮廓产生巨大差异,是影响步态识别系统性能的最主要因素之一.本文首先介绍了现有的多角度步态数据库,然后根据特征提取方式的不同,将当前已提出的方法分为三维模型法、视角不变性特征法、映射投影法和深度神经网络法四类,并详细阐述了每一类的原理、特点以及优缺点.最后,结合实际应用指出当前研究的局限性与发展趋势.

用轮廓的点分布特征分析和识别步态

提出了一种轮廓点分布特征匹配方法来分析和识别行人步态。首先通过设计一种轮廓采样点区域分布直方图分析了步态的周期性特征,提取了一个步态周期的帧图像轮廓;继而采用一种局部轮廓描述子得到帧图像轮廓的点分布直方图阵列作为轮廓特征、用轮廓点集间的Hausdorff距离结合动态时间规整技术求取测试序列和参考序列间的匹配相似度;最后通过分类实现了人体步态识别。在Soton步态数据库进行了实验,正确分类识别率最高达到90.27%。相关文献的对比分析表明:该方法的识别率有较大的提高,是有效的。

梓醇对永久性脑缺血大鼠恢复早期实时步态的影响

目的：观察梓醇对pMCAO大鼠恢复期早期实时步态的影响，评价其对缺血性卒中的改善作用。方法：将大鼠随机分为6组，即正常对照组，模型组，阳性药天保宁组，梓醇15、30、60 mg＆#183;kg-1组。于术前进行为期7天的步态仪行走训练，每3次。训练完成后，采用线栓法建立永久性大脑中动脉栓塞（pM原CAO）大鼠模型，并于术后3-14天连续给药，术后第14天进行实时步态行为检测。结果：术后14天，与正常组比较，pMCAO模型大鼠平均步行周期显著延长（P〈0.01），绝对值平均体转角明显升高（P〈0.05），双足支撑时长缩短（P〈0.05），三足支撑时长延长（P〈0.01），协调性指标显著增加（P〈0.01）。与模型组比较，梓醇30 mg＆#183;kg-1及60 mg＆#183;kg-1组模型动物步行周期、降低绝对值平均体转角显著缩短（P〈0.05或P〈0.01）；梓醇30 mg＆#183;kg-1组右前相对于其他三足的协调性指数明显降低（P〈0.05），脑缺血动物协调性提高。结论：梓醇可部分改善脑缺血模型大鼠的实时步态行为变化，对缺血性卒中的神经功能有一定保护作用。

茄二十八星瓢虫成虫天花板爬行行为研究

【目的】探明茄二十八星瓢虫Henosepilachna vigintioctopunctata（Fabricius）成虫的天花板爬行行为,为气流控制技术防治农业害虫提供技术参数。【方法】本研究通过采用录像观察法对茄二十八星瓢虫雌雄成虫的天花板爬行行为进行观测,明确其成虫的运动行为参数,并分析了其步速分别与步距、步频和负荷因数的关系。【结果】茄二十八星瓢虫雌雄成虫天花板爬行时的速度为3.77~19.32 mm/s,步距为2.63~4.51 mm,步频范围为1.32~4.74 Hz。步距和步频均与速度之间存在极显著线性关系,速度的增加同时依靠步距和步频的增加,但步距的变化相对步频的变化小;前足、中足和后足的负荷因数均随着速度的提高而降低,且负荷因数均与速度存在显著相关性;一个步态周期内,足的摆动时间均远小于支撑时间。【结论】茄二十八星瓢虫成虫天花板爬行时速度的增加主要是依靠步频的提高来实现。

基于ICNet模型的人体步态识别研究

步态作为一种行为特征,具有非侵犯性高、伪装性低和远距离识别等特点,具有广阔的应用前景。在实际应用时,步态识别易受环境因素干扰,识别率低。本文提出了一种在胶囊网络中引入空间注意机制,提升有效步态特征在胶囊的权重,又通过反馈权重矩阵的设计,更新输入图像,从而获得网络性能提升的方法。该方法在CASIA-B数据集进行了大量的实验。在正常行走、带包行走、大衣行走3种不同的行走条件下,平均识别率分别达到93%、85%、67%。同时在OU-MVLP数据集上进行了多视角的步态识别实验,平均识别率达到了85%。

室内环境下老年人异常行为检测

随着老龄化进程的加剧,基于智能健康设计的居住环境有望解决社会养老困境。针对老年人意外伤害多发问题,提出基于环境布设的老年人异常行为检测系统设计,监测老年人的安全状态和构建健康的住宅环境。通过在室内布设传感器获取老人的行为数据,建立基于支持向量机算法的跌倒检测模型,实现对老人异常行为的检测和步态参数获取。研究结果表明,该系统的异常行为识别准确率达到95.71%,虚警率和漏检率分别为2.38%和0。此外,系统收集的老年人步态参数能够辅助用于跌倒预测和健康状况评估。本系统有助于实现老年人室内环境下意外伤害的早发现、早预防,为家居环境的适老化改造提供了新的解决方案,在智能健康住宅领域具有较好的应用前景。

TreadScan步态分析系统在评价大鼠脊髓挫伤模型中的应用

目的:探讨TreadScan步态分析系统在评价大鼠脊髓挫伤(spinal cord injury,SCI)模型中的应用价值。方法:采用连有PinPoint?精密接触传感器的BenchmarkTM立体定位颅脑撞击器制备脊髓挫伤大鼠模型,利用Image J图像分析软件测定伤后30 min损伤中心及其邻近区域的初始损伤体积,应用TreadScan步态分析系统描述术前及伤后7、14、21、28 d大鼠的行为学特征,采用Harris氏HE染色结合Luxol固蓝染色技术观察伤后1、7、14、28 d损伤组织的形态学改变。结果:模型组脊髓初始损伤体积为(4.17±0.15)mm3(n=5),范围在4.02至4.32 mm3之间,呈近似正态分布。与术前比较,模型组术后各项行为学参数差异均具有显著性(P<0.05);与假手术组比较,伤后模型组脚印面积、步长、瞬间跑速、正常步序比均下降显著(P<0.05),而跨步时间、摆动时间、后脚脚间距、最小纵向偏差均显著上升(P<0.05)。伤后1 d除损伤中心外,邻近区域组织形态基本完好,但是随时间延长,模型组组织溃变和髓鞘脱失的严重程度显著高于假手术组,且有向周边蔓延趋势。结论:采用连有PinPoint?精密接触传感器的BenchmarkTM立体定位颅脑撞击器制备的脊髓挫伤大鼠模型具有良好的重复性,应用TreadScan步态分析系统能够客观准确的评价大鼠SCI后的运动功能。

实验性糖尿病周围神经病变大鼠模型的步态行为分析

目的研究实验性糖尿病周围神经病变(DPN)大鼠模型的实时步态行为变化。方法采用一次性腹腔注射45 mg/kg链脲佐菌素建立实验性糖尿病周围神经病变大鼠模型,于注射STZ后12周时进行实时步态行为分析检测。结果注射STZ后12周,与正常组比较,DPN模型大鼠出现了步行周期、速度、足迹平均压强、平衡性和协调性的变化。平均步行周期和四足步行周期显著延长(P<0.01),速度和四足瞬时速度显著降低(P<0.01),足迹平均压强增加(P<0.05),绝对值平均体转角显著增加(P<0.01),同源协调性和同侧协调性显著降低(P<0.05)。结论实验性糖尿病周围神经病变大鼠模型可见明显的步态行为变化,可为临床和基础研究提供借鉴。

Catwalk步态分析法检测氧化苦参碱对神经病理性疼痛小鼠步态行为改善

目的 ：利用CatWalk动物步态采集分析系统,考察氧化苦参碱（Oxymatrine,OMT）对神经病理性疼痛小鼠模型步态行为的改善及纠正作用。方法 ：按随机数字表方法将60只小鼠完全随机分为假手术（Sham）组、模型（Model）组和氧化苦参碱（OMT）组,每组20只。采用部分结扎左侧后肢坐骨神经的方法建立部分坐骨神经结扎（PSNL）神经病理性疼痛模型。各组小鼠经训练后分别进行实时步态行为录像,进行数据采集分析。结果 ：与Sham组比较,Model组中,坐骨神经功能指数（SFI）、手术侧后足足印长度（Print Length）、足印宽度（Print Width）、足印面积（Print Area）、最大接触时间的足印面积（Max Contact Area）、站立时间（Stand）、单足接触时间（Single Stance）、最大接触时间的最大强度（Max Contact Max Intensity）及完整足印的平均强度（Mean Intensity）,9项指标显著下调（P〈0.01）;OMT使Model组中上述9项指标显著上调（P〈0.05）。与Sham组比较,Model组中,手术对侧前足足印长度、足印宽度、足印面积、最大接触时间的足印面积4项指标显著上调（P〈0.01）;OMT使Model组中上述4项指标显著下调（P〈0.05）;而手术侧后足的身体协调性相关3项指标：步周长（Stride Length）、摆动时间（Swing）、身体速度（Body Speed）及正常步序比指标（Regularity Index）未见任何变化。结论 ：OMT对神经病理性疼痛模型小鼠的步态行为有明显改善及纠正作用。

基于Hausdorff距离的人体步态识别

现有的步态识别方法对行人轮廓匹配的鲁棒性差,导致识别率不高.文章提出了基于Hausdorff距离的行人步态自动识别方法.首先提取了行人二值轮廓序列;然后采用轮廓参考点分布直方图间的距离、参考点集之间Hausdorff距离度量轮廓形状间的匹配度;继而通过步态的周期性分析选取关键姿态,计算出的关键姿态轮廓集间Hausdorff距离结合窗口搜索策略实现了步态的分类和识别.分别在小型CASIA室外步态数据库和大型Soton室内库上进行了实验,提出算法的正确识别率分别可达到91.25%和88.16%.与相关文献的比较分析表明算法是有效的.

双足步行机器人控制器的改进与实现

文章首先指出二十四自由度双足机器人的控制器是该型机器人的核心,也是扩展该型机器人功能首先需要改进的部件,接着介绍了双足机器人的控制器硬件和软件的改进设计。文章比较详细地阐述了双足机器人步态轨迹控制与规划,并指出下一步的研究方向是如何控制双足步行机器人稳定地和健壮地在复杂环境里及粗糙地面上行走。