摘要 — 步态特征下降在老年人中很常见,是残疾、发病和死亡风险增加的指标。在双任务步行 (DTW) 条件下,老年人的步态和次要认知任务的表现进一步下降,这与跌倒史显着相关。最近有研究通过功能性近红外光谱 (fNIRS) 测量老年人 DTW 期间的步态皮质控制,特别是前额皮质 (PFC)。然而,在单任务和双任务步态条件下认知激活差异的自动分类尚未得到广泛研究。在本文中,我们将其制定为分类任务,并利用深度学习对 STW、DTW 和单认知任务 (STA) 进行自动分类。我们对数据样本进行分析,揭示 HbO2 和 Hb 值之间差异的特征,随后将其用作附加特征。我们执行特征工程,将 fNIRS 特征公式化为 3 通道图像,并应用各种图像处理技术进行数据增强,以提高深度学习模型的性能。实验结果表明,使用收集的 fNIRS 数据集以及性别和认知状态信息进行微调的预训练深度学习模型可以实现约 81% 的分类准确率,比传统机器学习算法高出约 10%。我们进一步进行了消融研究,以确定 fNIRS 级别和/或体素位置等特征对分类任务贡献的排名。
非侵入性迷走神经刺激(NVN)是一种已建立的神经刺激疗法,用于治疗癫痫,偏头痛和簇头痛。在这项随机,双盲,假手术的试验中,我们探讨了NVN在帕金森氏病(PD)患者中的步态和其他运动症状治疗中的作用。在患者亚组中,我们测量了精华症中选定的神经营养蛋白,炎症标志物和氧化应激的标志物。33例冻结步态(FOG)的PD患者被随机分为活性NVN或假NVN。基线评估后,指示患者在家中1个月的活动NVNS/SHAM NVNS设备进行6个2分钟的刺激(12分钟/天)。然后对患者进行重新评估。经过一个月的清洗期后,将它们分配给替代治疗臂,并遵循相同的过程。使用活性NVN观察到关键步态参数(速度,姿势时间和步长)的显着改善。虽然血清肿瘤坏死因子α降低,但在主动NVNS治疗后,谷胱甘肽和脑衍生的神经营养因子水平显着增加(P <0.05)。在这里,我们介绍了NVN在PD患者中治疗步态的功效和安全性的第一个证据,并提出NVN可以用作PD患者治疗的辅助治疗,尤其是患有FOG的患者。
人类行走有四个主要步态特征:(1)人类用两条腿直立行走,(2)与地面接触时腿几乎完全伸展,(3)脚后跟先着地(跖行步态),以及(4)在后期摆动阶段,身体的重心(COG)位于支撑面之外。相比之下,双足步行机器人的重心,如 Mark Tilden 的 Robosapien 和本田更复杂的 Asimo,则始终位于支撑面之内。由于人类步态的直腿特性,在脚后跟接触时伸肌和屈肌的激活是混合的,并且各个腿部伸肌的活动并不同步。踝关节伸肌活动延迟,发生在脚后跟接触之后,此时大多数其他腿部伸肌的活动已经停止(Capaday,2002)。在其他哺乳动物中,例如猫,当脚第一次接触地面时,腿部伸肌的活动是同相的(趾行步态)。亚历山大(Alexander,1992)认为,人类直腿行走的特点是将腿像支柱一样使用,从而最大限度地减少了肌肉活动。鸟类用两条腿走路,但采取蹲姿。企鹅比其他鸟类走路更直立,但它们仍然采取蹲姿,并且像其他鸟类一样,用脚尖走路。因此,除了一些猴子和猿类偶尔采用类似的步态外,直立、双足、跖行步态模式是人类独有的,其神经控制需要根据其自身条件来理解(Capaday,2002)。在这里,我以批判的方式回顾了关于运动皮层(MCx)在人类行走过程中的作用的研究,以及与 MCx 控制相关的某些脊髓反射机制方面。提出 MCx 在行走等看似自动的任务中发挥作用似乎令人惊讶,但这样做是有充分理由的。MCx 不仅发出自愿运动指令,而且还介导对上肢肌肉伸展的反射样反应(Matthews 等人,1990 年;Capaday 等人,1991 年)和接触放置等综合反应(Amassian 等人,1979 年)。从皮质脊髓束 (CST) 损伤导致的运动缺陷来看,其重要性随着系统发育顺序的增加而增加(Passingham
唐氏综合症(DS),也称为三体疾病,是与智力障碍有关的最普遍的染色体疾病(1)。截至2015年,欧洲的DS患病率估计为每10,000人5.7人,约为419,000个人(2)。ds与各种临床疾病的风险增加有关,包括先天性心脏缺陷,呼吸疾病,阿尔茨海默氏病,胃肠道畸形,骨质疏松症,骨质疾病功能障碍,胸膜功能障碍,癫痫疾病,自身免疫性疾病,自身免疫性疾病和疾病的血液和疾病 - 血压和梅多利亚系统的疾病(1,3)。此外,ds影响肌肉骨骼系统,导致各种后遗症,包括肌肉无力,运动过度和韧带松弛(8)。这些肌肉骨骼问题有助于运动协调性困难并改变DS患者的步态模式。步态被广泛认为是运动发展,影响认知,社交互动以及复杂运动技能(例如跑步和跳跃)的关键指标。适当的步态性能对于日常活动至关重要(9-11)。但是,患有
摘要|背景:中风后,大多数患者经常遭受步行能力和平衡的降低。恢复步行能力和提高平衡是中风康复的主要目标。跑步机经常用于临床设置以实现这些目标。除了镜子以进行实时额叶视图外,还向视觉反馈添加尺寸已被证明可以增强步态。因此,在跑步机训练中设计额外的实时视觉反馈很重要,尤其是涉及的矢状视图。目的:这项研究的目的是测试跑步机训练期间的实时矢状视觉反馈是否优于常规的镜像反馈跑步机训练计划,以提高中风后的步行速度和平衡。方法/设计:重新访问试验(跑步机训练中中风后的实时视觉反馈)已在印度临床试验注册中注册(CTRI/2023/10/058299)。In this two-arm randomized control trial, which will be a single-blinded study, 42 eligible stroke survivors undergoing rehabilitation will be randomly allocated (1:1 ratio) to either real-time visual sagittal feedback along with front mirror (experimental) group or only front mirror treadmill training (control) group, all the participants will receive 15 sessions of treadmill training for up to 15 min at a safe self-selected speed over 5-6周。重新访问(实验)组将接收涉及下肢轨迹的实时,视觉矢状视图,以及跑步机训练期间的常规前镜视图,并将被要求修改其步态模式。对照组只有常规的前镜视图反馈才会接受跑步机步行训练。临床和步态评估将在培训最后一次课程之后以及随访期间的第9周进行基线和步态评估。感兴趣的结果度量是步行速度(主要)和平衡(次要),将在基线之前进行测量,15个训练后以及培训后的第9周进行测量。讨论:这项重新访问试验将提供洞察力,并有助于在跑步机培训期间在冲程后步态康复中纳入实时视觉反馈的现有创新和修改。这些发现将有助于更好地设计步态康复计划,并通过跑步机进行后击后对象,以提高步行速度,并为那些在社区移动方面遇到更大困难的人平衡。我们预计重访训练的人将表现出提高的步行能力。
摘要:本文介绍了一种用于治疗杜氏肌营养不良症 (DMD) 儿童的步态辅助外骨骼的机电一体化设计。这种类型的肌营养不良症是一种严重的疾病,会导致肌肉萎缩,从而导致活动能力逐渐丧失。临床研究表明,物理治疗有助于延长杜氏肌营养不良症患者的活动能力。然而,治疗过程是由高素质康复人员执行的繁琐活动,这使得为每位患者提供适当的治疗变得困难。本文开发了一种步态辅助外骨骼的机电一体化设计,以实现治疗过程的自动化。外骨骼设计使用适应性机制来根据患者的需求调整设备,并包括串联弹性致动器的设计,以减少外骨骼和患者之间旋转轴不对齐的影响。利用六岁儿童的人体测量数据,开发了外骨骼和儿童身体的数学动态混合模型。混合模型用于设计非线性控制策略,该策略使用微分几何进行反馈线性化并确保稳定的参考跟踪。所提出的控制律在模拟中进行了数字验证,以评估在使用轨迹跟踪程序进行治疗期间,控制系统在参数变化下的性能和鲁棒性。
摘要:这项研究旨在开发与步态相关的运动图像(MI)基于较低LIMB外骨骼的基于与基于步态相关的运动图像(MI)的混合脑机构界面(BCI)控制器,并研究控制器在包括标准,Gait-Forwhard和Sit-Down的实际情况下的可行性。在研究中使用过滤库的公共空间模式(FBCSP)和基于信息的最佳个人特征(MIBIF)选择来解码MI脑电图(EEG)信号,并提取特征矩阵作为支持向量机(SVM)分类的输入。连续的眼光开关在操作下LIMB外骨骼时依次与EEG解码器结合。十个主题在OfflINE(培训)和在线方面都表现出80%以上的精度。所有受试者通过开发的实时BCI控制器穿着下LIMB外骨骼成功完成了步态任务。与手动智能手表控制器相比,BCI控制器的时间比为1.45。开发的系统可能有可能是具有神经系统疾病的人,他们可能有效地操作手动控制。
设备。我们还将探索提高现有步态速度和稳健性的方法。”虽然改进 Quix 的机械和软件方面很重要,但该团队也在深化项目中活跃的研究领域。虽然外骨骼为下肢瘫痪患者提供了恢复日常活动的机会,但该设备很重。了解 Quix 如何影响佩戴者的生理可以带来改进,使其更容易长时间佩戴。“这将帮助我们了解如何改进外骨骼以使其更容易使用,”Griffin 说。继续致力于改善 Quix 的步态,同时拓宽努力范围以结合 IHMC 的人类表现研究计划,这正是 IHMC 所倡导的那种跨学科协作工作。
设备。我们还将探索提高现有步态速度和稳健性的方法。”虽然改进 Quix 的机械和软件方面很重要,但该团队也在深化项目中的活跃研究领域。虽然外骨骼为下肢瘫痪患者提供了恢复日常活动的机会,但该设备很重。了解 Quix 如何在生理上影响佩戴者可以带来改进,使其更容易长时间佩戴。“这将帮助我们了解如何改进外骨骼以使其更容易使用,”格里芬说。继续致力于改善 Quix 的步态,同时扩大努力范围以结合 IHMC 的人类表现研究计划,这正是 IHMC 所提倡的那种跨学科、协作工作。
多次坠落,相关伤害和生活质量差。药理和手术干预措施并不总是提供令人满意的结果[3-5]。外部提示已被用作一种非药理干预措施,以减轻雾和改善步态参数[6-8]。视觉提示在改善空间参数方面可能比听觉提示具有更多的优势[9]。固定的视觉提示,例如在地板上贴上一条线路,显示出良好的直接结果。但是,此方法限制了步行到找到固定线的位置。当前,移动视觉提示主要采用开环提示(恒定刺激)[10]系统的形式,例如与步态辅助工具(例如沃克或拐杖)合并的激光灯。几项研究报告了有关减少雾和改善步态参数的直接影响的有利结果。但是,某些结果是模棱两可的[11],一些研究并未证明预后的改善[12]。此外,步态速度作为移动能力的预测因素[13]并不总是通过这种方法[14]改进,甚至可以使用设备[15]减慢。这可能是因为开环系统使用手动控制来投射激光光,并需要注意在脚前恒定距离的线索投射提示。这个双重任务过程可能很难进行某些患者的表现,尤其是对于患有某些注意力或认知障碍的患者。由于认知障碍通常与帕金森氏症中的雾有关,因此这可能是导致负面结果的因素之一[16,17]。视觉提示设备的长期影响尚不清楚。此外,帕金森主义冻结患者在序列学习过程中的缺陷[18]比非冻结者及其在双重任务条件下的恶化。一些研究表明,这些设备无法提供随身携带或保留效应[15],从而导致雾患者的提示依赖性。这可能是由于使用设备时的认知超负荷,这可能会分散注意力的注意力[8,16],从而减少了电机重新学习过程的神经储备[17]。
