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      一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估系統(tǒng)及方法

      文檔序號:39607370發(fā)布日期:2024-10-11 13:16閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估系統(tǒng),其特征在于,包括數(shù)據(jù)處理單元,所述數(shù)據(jù)處理單元負(fù)責(zé)接收從多通道傳感器采集的肌電信號和加速度計(jì)信號,所述數(shù)據(jù)處理單元包括信號預(yù)處理模塊和動(dòng)作模式識別模塊,其中:

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)處理單元還包括動(dòng)作分段模塊,該模塊根據(jù)加速度計(jì)信號確定動(dòng)作的開始和結(jié)束,并進(jìn)行信號窗口劃分,以優(yōu)化特征提取過程。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估系統(tǒng),其特征在于,所述transformer評估模型包括:使用一維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和時(shí)序卷積網(wǎng)絡(luò)層處理提取的特征,有效捕獲長期依賴關(guān)系,增強(qiáng)對復(fù)雜運(yùn)動(dòng)模式的識別能力,使用交叉注意力模塊非侵入式融合兩種不同模態(tài)信號。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估系統(tǒng),其特征在于,通過損失函數(shù)模塊,結(jié)合交叉熵?fù)p失和基于學(xué)生t分布的student損失,用以提高模型在噪聲標(biāo)簽環(huán)境下的魯棒性。

      5.一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估方法,其特征在于包括如下步驟:

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估方法,其特征在于,所述步驟一中,利用8個(gè)傳感器采集前束三角肌、中束三角肌、后束三角肌、肱二頭肌、肱三頭肌外頭、肱三頭肌長頭、胸大肌和斜方肌上部的8通道的肌電信號和24通道的加速度計(jì)信號。

      7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估方法,其特征在于,所述步驟二中,信號濾波:使用帶通濾波器對肌電信號進(jìn)行濾波,以去除高頻噪聲和低頻漂移;

      8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估方法,其特征在于,所述窗口劃分采取,采取兩種策略:

      9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估方法,其特征在于,所述非侵入式模態(tài)融合transformer評估模型實(shí)現(xiàn)雙模數(shù)據(jù)的多層次非侵入式融合,具體為:

      10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估方法,其特征在于,通過損失函數(shù)來提高模型在噪聲標(biāo)簽環(huán)境下的魯棒性,該損失函數(shù)結(jié)合交叉熵?fù)p失函數(shù)和student損失函數(shù),其中每個(gè)損失函數(shù)都有一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù),這樣可以根據(jù)具體任務(wù)調(diào)整其貢獻(xiàn)比例,公式表示為:


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開了一種面向腦卒中康復(fù)的上肢運(yùn)動(dòng)功能評估系統(tǒng)及方法,所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理單元,數(shù)據(jù)處理單元包括信號預(yù)處理模塊和動(dòng)作模式識別模塊,信號預(yù)處理模塊用于對肌電信號和加速度計(jì)信號進(jìn)行濾波和去噪處理,使用時(shí)間插值對加速度計(jì)信號進(jìn)行重采樣,以匹配肌電信號的采樣率,確保數(shù)據(jù)在時(shí)間軸上對齊,對預(yù)處理后的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)以模擬信號在現(xiàn)實(shí)場景中的各種變化;動(dòng)作模式識別模塊基于非侵入式模態(tài)融合Transformer評估模型,將動(dòng)作識別結(jié)果與已建立的線性回歸模型結(jié)合,該模塊根據(jù)動(dòng)作識別準(zhǔn)確率與患者實(shí)際的FMA?UE評分?jǐn)?shù)據(jù)訓(xùn)練得出,用于預(yù)測患者的FMA?UE得分,該得分反映患者的上肢運(yùn)動(dòng)功能。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的自動(dòng)化精確評估。

      技術(shù)研發(fā)人員:周宇軒,許天翔,趙坤坤,胡宇翔,楊瑜冰,李建清
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:南京醫(yī)科大學(xué)
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/10/10
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