触觉接口可与功能性磁共振成像 (fMRI) 结合使用,使神经科学家和临床医生能够研究执行任意动态任务所涉及的大脑机制 [1]。新型材料和新技术的应用以及 MR 技术的进步使得机电一体化系统能够部署在 MR 环境中 [2],[3],[4],[5]。具有不同驱动原理和设计配置的 fMRI 兼容触觉接口用于人体运动控制实验,主要用于上肢运动。研究具有多自由度 (DoF) 的运动控制可以提供有关神经系统如何协调涉及多个关节的运动并处理耦合和非线性动力学的重要信息 [6],[7]。然而,肢体节段之间的动态相互作用通常会引起头部运动,从而导致脑部 MR 图像上的运动伪影 [8],[9],[10]。此外,每增加一个 DoF,对运动和肌肉活动的分析就会变得更加复杂。这表明,只有当目标神经过程需要时,才可以研究多关节运动 [11],[12]。虽然脑成像是观察整个大脑感觉运动控制神经过程的极少数非侵入性窗口之一,但它会产生噪声信号。传统上,由于安全和成本限制,
摘要:各种疾病,包括交通事故,运动损伤和神经系统疾病,可能会损害人的手腕运动,强调有效康复方法的重要性。机器人设备在这方面起着至关重要的作用,尤其是在腕部康复中,鉴于人手腕关节的综合性,它包括三个自由度:屈曲/延伸,旋转/superation/prention/supination/prentation/supination/portination/supination/supination/pradial/radial/ulnar偏差。本文对手腕康复设备进行了全面的综述,采用了一种基于从2007年开始的关键字“手腕康复机器人”来源的基于PubMed,ScienceDirect,Scopus和IEEE的主要文章的方法学方法。这些发现突出了各种各样的手腕康复设备,以表格格式进行系统组织,以增强理解。作为研究人员的宝贵资源,本文可以对各种属性的机器人手腕康复设备进行比较分析,从而对未来的进步提供了见解。特别值得注意的是,将严肃的游戏与简化的手腕康复设备整合在一起,这标志着一种有希望增强康复结果的途径。这些见解为开发新的机器人手腕康复设备的开发奠定了基础,或者改善了现有的原型,并结合了一种前瞻性方法来改善康复结果。
摘要 — 目的:通过对手腕扰动的皮质反应 (EEG) 进行非线性建模,可以量化健康和神经受损个体的皮质感觉运动功能。反映健康个体共有关键特征的共同模型结构可为未来研究与感觉运动障碍相关的异常皮质反应的临床研究提供参考。因此,我们的研究目标是识别这种共同的模型结构,从而使用具有外生输入的非线性自回归 - 移动平均模型 (NARMAX) 构建皮质反应的非线性动态模型。方法:在接受连续手腕扰动时记录十名参与者的 EEG。开发了一种共同的模型结构检测方法,用于识别所有参与者的共同 NARMAX 模型结构,具有个性化的参数值。将结果与传统的特定于主题的模型进行了比较。结果:所提出的方法在实施一步预测时实现了 93.91% 的方差解释率 (VAF),在实施 k 步预测 (k = 3) 时实现了约 50% 的 VAF,与特定于受试者的模型相比,VAF 没有显着下降。估计的共同结构表明,测量的皮质反应是外部输入的非线性转换和局部神经元相互作用或皮质固有神经元动力学的混合结果。结论:所提出的方法很好地确定了受试者对腕部扰动的皮质反应的共同特征。意义:它为人类感觉运动神经系统对体感输入的反应提供了新的见解,并为未来使用我们的建模方法评估感觉运动障碍的转化研究铺平了道路。
本文提出了一种脑机接口(BCI)系统,利用ABB机械臂实现手部和腕部控制。该BCI系统从30个电极采集四类运动想象(MI)任务(手抓握、手伸展、腕部屈曲和腕部伸展)脑电图(EEG)信号。它利用两个具有不同带宽的五阶巴特沃斯带通滤波器(BPF)和归一化方法实现原始MI任务EEG信号的预处理。特征提取的主要挑战是从预处理后的EEG信号中分析MI任务意图。因此,所提出的BCI系统在时域和时频域中提取了十一种特征,并使用互信息方法来降低提取特征的维数。此外,BCI系统应用一个具有30个滤波器的单卷积层卷积神经网络(CNN)来实现MI任务的四级分类。与现有研究相比,该BCI系统的分类准确率提高了约32%-35%,实际机械臂抓取控制实验验证了该BCI系统具有良好的适应性。
图1:数据处理,分析和建模框架的示意图。(a) - (b)基于对每个受试者的连续视频监测,左右手腕的轨迹(腕部和腕部r(b)中的腕部)使用神经网络估算(Mathis等人。,2018年),并自动分为移动(灰色)和静止(白色)状态,如(b)中所示。(c) - (d)对原始的多电极电视学(ECOG)进行了过滤并重新引用;从进一步的分析中除去了不良电极(例如,具有伪影的电极)。(e)从视频中检测到的运动开始事件,如(b)所示,使用时间戳对齐ECOG数据。(f)对于每个电极处的每个移动事件,计算光谱功率并将其视为对数尺度频谱图。(g)总结了跨事件和电极,我们根据解剖学注册将光谱从电极投射到8个皮层区域,并在运动事件中计算了中位功率。(h)我们的数据包括12个主题;它们的电极位置显示在MNI坐标中(见图1-1,用于特定的细节)。五个受试者的电极植入了右半球(用星号表示)。为了进行以后分析的一致性,我们反映了这些电极位置,如图所示。(i)为了部分解释低频(LFB:8-32 Hz)和高频(HFB:76-100 Hz)光谱功率的事件神经变异性,我们使用从视频中提取的行为特征在每个电极上填充多个线性回归模型。
P1 女 41 先天性多发性关节挛缩 手臂和腿部运动范围和力量受限。不能举起手臂或伸展。 P2 女 23 脑瘫 粗大运动和精细运动困难。 P3 男 35 脊髓损伤(C5) 肩膀以下瘫痪,手指无法屈曲。 P4 女 38 脊髓损伤(C5) 腕部功能尚可,手部不灵活。 P5 男 47 肌营养不良症 力量有限,二头肌极其无力,无法在没有重力的情况下举起手臂。 P6 男 27 脊髓损伤(C4/C5) 一侧腕部伸展,手指无法活动,三头肌无法控制,没有精细运动。 P7 男 24 脑瘫 左臂瘫痪。 P8 男 33 脊髓损伤(C5) 可以使用二头肌,无法使用三头肌,可以锻炼到二头肌中点,再往下则无感觉。双手无精细运动功能。P9 男 22 中风 右臂不能超过 45 度。P10 男 34 脑瘫 手腕、手部难以移动,手臂无法弯曲。
缺血性的胸痛,辐射到上肢,对两臂的辐射以及与发汗或恶心和呕吐有关的疼痛。挤压,紧绷,压力,收缩,压碎,绞死,燃烧,燃烧,胃灼热,胸部饱满,带状感觉,胸部中心的结,喉咙肿块,疼痛,胸部疼痛,胸部和牙痛重量(当辐射到下颌时,缺血性疼痛通常会辐射到身体的其他部位,包括上腹部(上腹),肩膀,手臂(上和前臂),腕部,手指,颈部和喉咙,下颌和牙齿(但不是上下颌),而不是很短的后部(特别是侧面区域)。呼吸急促,bel,恶心,消化不良,呕吐,发汗,头晕,头晕,笨拙和疲劳。
2。可以授予2岁及以上的成员的12个月授权,以治疗活跃的关节少年特发性关节炎:i。成员对甲氨蝶呤或另一种常规合成药物的反应不足(例如,在适当剂量和持续时间内给予的甲氨蝶呤或其他常规合成药物(例如,Leflunomide,sulfasalazine,sulfasalazine,羟氯喹)。II。 成员对计划的非甾体类抗炎药(NSAID)和/或关节内糖皮质激素(例如,triamcinolone Hexacetonide)的反应不充 踝关节,臀部,s骨关节和/或颞下颌关节(TMJ)的参与。 存在侵蚀性疾病或肠炎。诊断延迟d。炎症标记水平升高e。对称疾病III。 成员具有疾病严重程度的危险因素,并可能是更难治性的疾病病程(请参阅附录B),并且该成员还符合以下一个: 涉及高风险关节(例如,颈椎,腕部或髋关节)。 b。 疾病活动高。 c。被判断为禁用关节疾病的高风险。II。成员对计划的非甾体类抗炎药(NSAID)和/或关节内糖皮质激素(例如,triamcinolone Hexacetonide)的反应不充踝关节,臀部,s骨关节和/或颞下颌关节(TMJ)的参与。存在侵蚀性疾病或肠炎。诊断延迟d。炎症标记水平升高e。对称疾病III。成员具有疾病严重程度的危险因素,并可能是更难治性的疾病病程(请参阅附录B),并且该成员还符合以下一个:涉及高风险关节(例如,颈椎,腕部或髋关节)。b。疾病活动高。 c。被判断为禁用关节疾病的高风险。疾病活动高。c。被判断为禁用关节疾病的高风险。
•缺血性的胸痛,辐射到上肢,对臂的辐射以及与发汗或恶心和呕吐有关的疼痛。•挤压,紧绷,压力,收缩,压碎,绞死,烧伤,燃烧,胃灼热,胸部饱满,带状感觉,胸部中心的结,喉咙肿块,疼痛,疼痛,胸部和牙齿的重量重(当下颌辐射时,重量很重)。•缺血性疼痛通常会辐射到身体的其他部位,包括上腹部(上腹),肩膀,手臂(上和前臂),腕部,手指,颈部和喉咙,下颌和牙齿(但不是上颌骨),而不是很少在后部(特别是侧面区域)。•呼吸急促,bel骨,恶心,消化不良,呕吐,发汗,头晕,头晕,笨拙和疲劳。