基于情境感知系统的脑卒中康复评定平台设计研究

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脑卒中患者预后常伴有多种功能障碍,特别是肢体运动障碍,使患者的生活质量受到较大影响。评定环节是康复治疗中的关键枢纽,时效性强且全面精准的评定对于指导脑卒中患者的功能康复训练、评价治疗疗效、预测功能恢复等方面均有重要的作用。目前主流康复评定方法多为医生借助其临床经验和评定量表完成康复评定过程,受不同医师的主观经验影响较大。在智能互联背景下,随着传感技术、人工智能等技术的发展,情境感知系统可以实现对异构数据的智能化和实时性处理,从而可以在全面了解用户与环境进行互动感知的情况下挖掘用户需求并提供个性化适应的服务,目前已广泛应用于智慧康养领域中。因此,通过建立基于情境感知系统的康复评定平台可以收集患者多个维度的训练情境数据,有助于实现患者康复情况的全面综合评定,从而进一步形成评定情境数据驱动下的康复方案的个性化适应。研究内容主要分为以下4个部分:(1)首先在脑功能生理维度上,总结脑卒中康复周期内的大脑活动模式及功能代偿基本机制,利用近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)收集脑卒中患者完成多感官刺激下的手部训练动作时的脑功能活动数据,探究大脑偏侧化规律,从而建立脑功能生理评定模型,并通过临床实验完成模型的效用评估。最后结合隐马尔可夫模型,提出脑功能评定的自动化、智能化的调整方向。(2)构建脑卒中康复四维评定体系结构。在生理评定模型建立的基础上,进一步融合行为数据、Fugl-Meyer量表和用户满意度量表与内部动机量表,形成包括脑卒中生理、行为、临床、主观在内的四维评定模式。根据层次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)对四维综合评定体系结构中各因素的权重进行赋值,构建百分比智能算法,实现对于患者康复的四个维度的全面评定。最后招募被试综合评估了四维评定平台的效果及整体康复评定流程。(3)探究多感官刺激机制对于不同年龄状态下的脑功能活动的影响。在实验原型开发中引入多感官刺激,并在实验设计中进一步讨论了单感官、多感官和无感官刺激对于脑功能活动模式的影响,研究了多感官刺激下的中枢干预机制,从而建立多感官刺激在脑卒中辅具设计的应用开发策略。(4)完成脑卒中康复评定平台设计实践。评定平台包括硬件和软件部分。其中硬件包括脑康生理监测仪与多感官刺激下的手部训练辅具;软件部分为康复评定管理软件。最后搭建康复评定原型平台并完成测试评估。本文基于情境感知系统,考虑患者的中枢神经参与度、运动表征和主观感受,实现脑卒中康复的主客观层面上的全面精准评定,为脑卒中康复评定提供一种可参考的理论框架。同时有助于形成基于康复评定数据驱动下的个性化康复方案定制,构建远程康复服务新模式。
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