【摘 要】
:
现如今,随着人工智能和互联网等计算机辅助技术的兴起,数字健康相关研究迅速增加,越来越多的新技术被广泛应用于康复领域。我国目前脑卒中患者数量多,脑卒中康复资源远不能满足患者的长期康复需求,此外受到新冠肺炎疫情的影响使得脑卒中患者定期返回医院进行检查变得困难,高昂的治疗成本也给患者家庭带来持续负担。脑卒中患者在出院后需要进行长期系统的上肢康复以恢复上肢的运动功能,然而由于存在心理障碍因素和缺乏主观积极
论文部分内容阅读
现如今,随着人工智能和互联网等计算机辅助技术的兴起,数字健康相关研究迅速增加,越来越多的新技术被广泛应用于康复领域。我国目前脑卒中患者数量多,脑卒中康复资源远不能满足患者的长期康复需求,此外受到新冠肺炎疫情的影响使得脑卒中患者定期返回医院进行检查变得困难,高昂的治疗成本也给患者家庭带来持续负担。脑卒中患者在出院后需要进行长期系统的上肢康复以恢复上肢的运动功能,然而由于存在心理障碍因素和缺乏主观积极性,仅有少数患者在出院后能保持较高的康复积极性并按照康复医师的要求按时完成康复训练计划。与此同时康复医师无法及时追踪掌握患者每次日常康复的完成情况和相关康复训练数据,难以针对性地及时对每名患者的康复计划做出调整从而提高康复效率。针对上述问题本文主要做了以下两点工作:(1)本文基于互联网、机器学习与软件开发等技术,设计了基于移动设备的上肢功能康复系统,患者通过手持或绑定智能手机在患侧上肢处,在进行康复训练时,康复系统通过智能手机内置的多种传感器实现对上肢康复训练动作惯性数据的实时获取,随后通过互联网将上肢康复训练动作数据发送到远程服务器端,并利用动态时间规整-K最近邻(DTW-KNN)对多维惯性传感数据进行计算处理分析,从而实现对上肢康复动作完成情况的分类评判。实验结果表明,DTW-KNN能够较好地对不同完成情况的肘关节屈曲上肢康复动作做出较为准确的分类评判。此上肢功能康复系统不受时间空间的局限,患者在家即可自主进行有效的上肢康复训练,医师可及时调整康复方案,较大程度上弥补了传统上肢康复方法的不足,降低了脑卒中上肢康复医疗成本,有效缓解了康复医师短缺的现状。(2)本文利用设计的上肢功能康复系统采集的一系列上肢康复动作惯性传感数据具有明显的时序性。因此本文引入具有良好处理时序数据能力的两种循环神经网络(RNN):长短期记忆(LSTM)神经网络和门控循环单元(GRU)神经网络,并基于上肢功能康复系统采集的多维惯性传感数据特性构建循环神经网络分类模型,最终实现对多种上肢康复动作不同完成情况下的分类评判。实验结果表明:DTW-KNN对于肘关节屈曲、肘关节屈曲&前臂外展和肩关节前屈三种上肢康复动作的总体分类准确率分别为72.2%、47.2%和69.4%,LSTM和GRU分别对应的分类准确率分别为97.2%、94.4%、91.7%和97.2%、83.3%、94.4%,两类神经网络模型分类准确率相比于DTW-KNN分别提高了25%、47.2%、22.3%和25%、36.1%和25%。此外神经网络模型用于分类的时间远少于DTW-KNN,并且GRU在与LSTM具有同样高的分类准确率情况下,在分类时间上更优于LSTM。
其他文献
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)是一类微需氧的革兰氏阴性菌,研究表明H.pylori为慢性胃炎、消化道溃疡的主要致病因素,其毒力因子即细胞毒素相关基因A(cytotoxin-associated gene A,cagA)蛋白可诱导胃上皮细胞发生癌变,与胃癌的发生和发展密切相关。根据H.pylori的基因组中是否含有cagA基因,可将其分成Ⅰ型H.pylori(
当今世界,潮牌服饰依然是以西方为主流审美,但是随着政治与经济格局的改变与发展,潮牌开始尝试借鉴东方的文化与艺术。在这种趋势下,博大精深,源远流长的中华传统文化和中国庞大的消费市场吸引着时尚界设计师和潮人“慕名而来”。我国山东省高密市的扑灰年画历的吉祥图案有着鲜明的艺术特征和独特的文化内涵,受民俗节庆习俗、宗教信仰和生存环境的影响,高密扑灰年画中的吉祥图案蕴含着社会群体的信仰文化和审美心理需求,创作
空气污染是全球性的公共环境问题,对全球人口健康产生了深远影响。空气污染对死亡、呼吸系统、循环系统的影响已越来越多得被全社会所重视,儿童呼吸系统对空气污染更为敏感,因此本文聚焦于临沂市区空气污染对儿童呼吸系统门诊量的影响。本文收集了2021年全年临沂市区空气污染物(PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3)浓度、气象数据(温度和平均湿度)、两家三级甲等医院儿童呼吸系统门诊数据。建立数据库,进
目标跟踪算法指的是在视频序列中的第一帧中给定目标初始状态后,能够模拟人类的视觉系统预测出视频序列当前帧目标状态的算法。随着新一代人工智能技术的日益完善,目标跟踪算法在视频监控、人机交互和自动驾驶等领域得到广泛应用,其中,由于基于孪生网络(Siamese-based)的目标跟踪算法具有优异的实时性、准确性和鲁棒性,逐渐成为目标跟踪领域的主流。但是,大部分基于孪生网络的跟踪器都忽略了跟踪器两个并行分支
在智能视频监控中,行人是智能监控视频分析中的主体,而跨域行人重识别是公共安全领域智能化的重要挑战技术之一。跨域行人重识别的目的是预测来自不同相机的两幅图像是否属于同一个人。相比于单域行人重识别已经取得的巨大成功,由于源域数据集和目标域数据集之间存在的数据偏差和场景差异,导致跨域行人重识别将源域训练出的行人重识别(re-ID)模型用于目标域会产生显著的性能下降。本文主要针对跨域行人重识别中行人图像空
工业生产中排放大量高温烟气,烟气中的粉尘颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)对空气质量和人体健康造成严重危害。以针刺毡为核心的袋式除尘技术是目前主要的高温领域除尘技术,但普通针刺毡对粒径较小的颗粒物过滤效率很低,且现有的针刺毡大多不具备脱硝功能,提高针刺毡的过滤性能以及研发除尘脱硝一体化功能滤料具有实际意义。因此,本文针对以上问题以聚四氟乙烯(PTFE)/聚苯硫醚(PPS)针刺毡(以下简称为NF)为
聚氨酯(Polyurethane,PU)因具有较高的力学强度、优异的弹性和优良的可加工性等优点被广泛应用于国民生活的各方面。但目前开发的聚氨酯产品在使用过程中会产生很难天然降解的高分子垃圾,对环境造成严重污染,进而对人类等生物体产生危害,因此开发具有可降解性能的聚氨酯是十分必要的。本课题选用可降解性能优异的聚ε-己内酯(PCL),将其引入PU分子链中合成了可降解聚氨酯(BPU),进一步对其进行化学
我国人口红利逐渐消失,用工成本上升,纺织企业在国内的生产也不再具有比较优势。随着“一带一路”倡议的提出和不断推进,纺织企业对外直接投资(OFDI)的需求不断上升。从我国纺织企业的融资环境来说,我国金融市场还不太完善,存在信贷歧视和资源配置不合理等问题,使得纺织企业在进行OFDI时容易受到融资约束的制约。本文以融资约束理论和新新贸易理论为研究基础,利用2011-2019年的纺织上市公司数据,并构造融
为了开发下一代电子产品及高效的信息设备,了解电荷和热量在纳米尺寸上是如何传输显得尤为重要。单分子结是探测量子传输极限的理想系统。随着科学技术的发展,电子元件的微型化受到光刻技术和量子力学定律的影响,硅基电子器件的集成度提高越来越困难。人们对集成度的需求推动了分子电子器件的发展,研究分子电子器件的基础是对单分子结电导进行测量,从而理解其中的电子输运机制,以帮助我们认识单分子结工作的原理。构建单分子结