检索结果-内蒙古大学图书馆

电子测量技术 2025年

作者：孙超越潘国新刘甜王书涵苏鹏北京信息科技大学机电工程学院国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室民政部神经功能信息与康复工程重点实验室

侧翻是失能人群护理的重要环节，由装置自主执行侧翻流程已成为无人护理发展的重要任务之一。为提升侧翻类装置的安全性与智能性，以人体侧翻过程中必然会产生的压力信息作为核心指标，构建相关模型估计人体侧翻状态并指导控制系统执行... 详细信息

侧翻是失能人群护理的重要环节，由装置自主执行侧翻流程已成为无人护理发展的重要任务之一。为提升侧翻类装置的安全性与智能性，以人体侧翻过程中必然会产生的压力信息作为核心指标，构建相关模型估计人体侧翻状态并指导控制系统执行。采用分析力学由人体侧翻过程中肩部与臀部七个压力点构造矩阵函数，依据解剖学原理将身高与体重作为可变参数，实现模型的主动适应。通过余弦相似度与皮尔逊相关系数共同评估实际压力与理论压力，最小相似度能够达到0.8269，提升模型抗干扰能力，实现人体侧翻状态的估计。构建的人体侧翻状态估计模型进一步分析了失能人群的侧翻动作，对康复辅具智能化、健康状态评估以及居家常态化照护等方面具有重要意义。

关键词：分析力学压力特征余弦相似度压疮预防行为分析

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双支链式侧翻辅助装置机构设计与运动学图形表征分析

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图学学报 2025年

作者：刘征潘国新姚鹏震刘甜苏鹏北京信息科技大学机电工程学院国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室民政部神经功能信息与康复工程重点实验室

定期侧翻是长期卧床患者预防压疮的重要护理措施，现有侧翻辅助装置机械式结构刚性较大，未考虑人体侧翻运动机理，充气式存在人体关节转动中心和机构转动中心不一致，易导致患者在侧翻过程中受伤，因此，研究人机运动协同的仰卧位侧翻...

定期侧翻是长期卧床患者预防压疮的重要护理措施，现有侧翻辅助装置机械式结构刚性较大，未考虑人体侧翻运动机理，充气式存在人体关节转动中心和机构转动中心不一致，易导致患者在侧翻过程中受伤，因此，研究人机运动协同的仰卧位侧翻辅助装置设计具有十分重要的意义。依据人体侧翻运动机理的研究基础，设计了一种由平面连杆机构驱动双支链结构的侧翻辅助装置，主要受力位置为肩部和臀部，通过建立数学模型并推导设计参数，利用图解法分析连杆传动角，同时进行装置的运动学仿真、工作空间分析与人体侧翻重心轨迹提取实验，对整体装置进行运动学图形表征分析。结果表明：辅助人体侧翻角度为30°～45°，该角度范围内人体与双支链接触应力分布较为均匀，有助于预防压疮。机构传动角范围为42.19°～90°，该角度范围机构具有良好的传力性能。研究验证了装置设计的合理性，双支链结构能够拟合肩部和臀部的运动过程，提供多段式支撑链接触，避免局部压力集中，符合人-机协同性与人机工程学的康复辅具设计要求，为侧翻康复研究奠定了基础。关键词：侧翻辅助；人体重心运动轨迹分析；双支链结构；运动学图形表征分析；机构构型

关键词：

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基于ResNet-LSTM的心电信号特征点检测优化算法研究

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电子测量技术 2025年

作者：苏鹏王书涵潘国新张中钰王培利北京信息科技大学机电工程学院国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室民政部神经功能信息与康复工程重点实验室中国中医科学院西苑医院国家中医心血管病医学研究中心

心电信号特征点的精确检测对医疗康复辅助设备、心脏监护系统及心脏病研究至关重要。针对传统方法存在的漏检、误检问题，本文提出一种基于ResNet-LSTM-差分阈值的心电信号特征点检测优化算法。本研究利用自适应阈值对心电信号特征点进... 详细信息

心电信号特征点的精确检测对医疗康复辅助设备、心脏监护系统及心脏病研究至关重要。针对传统方法存在的漏检、误检问题，本文提出一种基于ResNet-LSTM-差分阈值的心电信号特征点检测优化算法。本研究利用自适应阈值对心电信号特征点进行标记，然后采用ResNet-LSTM模型对标注有特征点的心电信号数据进行训练，最后结合差分阈值法在决策阶段并行检测心电信号r波，当神经网络模型或阈值法中的任一方法成功检测到R波时，该检测即为真正例。实验结果表明，该方法在MIT-BIH数据库上的R波检测准确率达到99.4%，相较于单一阈值法和传统深度学习方法，提高了检测精度和计算效率。提出的ResNet-LSTM-差分阈值心电信号特征点检测方法有效提高了心电信号特征点检测的准确率和鲁棒性，在面对复杂、多变的心电信号时，实现了高效、精准、实时的特征点检测，为各类医疗设备与医护系统提供了广泛的应用前景。

关键词：心电信号 R波检测深度学习体外反搏

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基于脑电和惯性同步分析的神经动力学耦合研究

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数据采集与处理 2022年第4期37卷 736-746页

作者：谢平蔚建张腾宇程生翠吕岩陈晓玲燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省智能康复及神经调控重点实验室秦皇岛066004 国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室北京100176 国家康复辅具研究中心民政部神经功能信息与康复工程重点实验室北京100176

运动控制是神经、运动和感觉功能的多方面协调及信息交互作用过程,探究运动系统中运动⁃生理信息间的关联关系对于理解人体运动控制机制具有重要意义。为此,本文通过对脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和惯性信息中的加速度信号(Accel... 详细信息

运动控制是神经、运动和感觉功能的多方面协调及信息交互作用过程,探究运动系统中运动⁃生理信息间的关联关系对于理解人体运动控制机制具有重要意义。为此,本文通过对脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和惯性信息中的加速度信号(Acceleration,ACC)进行相干分析,探究上肢静息态和任务态时EEG和ACC信号间的因果关系及演变规律。首先,通过对7名受试者的EEG和ACC信号进行预处理,去除信号中的干扰成分;进一步,分别计算在静息态、任务态(动态力、静态力)下的EEG和ACC信号间的相干性结果,并通过显著相干的阈值指标来计算显著性面积进而实现量化分析。结果显示,在动态力下的EEG⁃ACC相干显著性面积大于静态力下的值,静态力下的显著性面积大于静息态下的值;且分别在左、右侧上肢运动时,EEG的C3、C4通道与ACC间的显著性面积也呈现出在对侧运动脑区显著。研究结果表明,EEG和ACC信号间的同步特征在上肢运动的静息态、任务态(动态力、静态力)下有显著特征,这有助于深入理解神经⁃运动控制机制,为运动功能评估提供新的定量指标,进而为运动功能障碍疾病的早期诊断提供理论依据。

关键词：脑电信号惯性信号运动控制相干分析同步分析

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辅助解便护理床的结构设计与分析

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机械设计 2023年第7期40卷 92-100页

作者：潘国新王芳曹展宏何耀广马俪芳张宇国家康复辅具研究中心北京100176 北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室北京100176 民政部神经功能信息与康复工程重点实验室北京100176 天津科技大学机械工程学院天津300222 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室天津300222

为满足长期卧床患者的日常照护需求,更好地解决床上大小便护理过程中的难题,设计了一款用于辅助大小便护理的新型护理床。基于人机工程学原理,设计了护理床的整体结构和运动机构,在抬背和屈腿的坐姿变换机构基础上,增加分腿机构和臀板... 详细信息

为满足长期卧床患者的日常照护需求,更好地解决床上大小便护理过程中的难题,设计了一款用于辅助大小便护理的新型护理床。基于人机工程学原理,设计了护理床的整体结构和运动机构,在抬背和屈腿的坐姿变换机构基础上,增加分腿机构和臀板下降机构,并建立了三维模型。通过机构运动学模型研究抬背、屈腿和分腿机构的运动参数,并对各机构进行了运动仿真,得到机构运动位移、速度和加速度曲线。结果表明:各机构运动平稳,速度和加速度的变化比较平缓,保证了护理床坐姿变换过程中病人的舒适性和安全性。该护理床可实现不同分腿角度功能和臀板自动下降功能,使解便过程更加便捷,充分满足了长期卧床失能人群的辅助解便护理需求。

关键词：护理床机构设计运动学模型仿真分析

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踝足矫形器个体化强化训练结合A型肉毒毒素康复脑卒中下肢痉挛步态疗效观察

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中国老年保健医学 2023年第1期21卷 129-132页

作者：孙爱萍吕泽平赵海红潘维花霍剑菲吴慧楠张学敏霍聪聪国家康复辅具研究中心附属康复医院神经康复科 100176 国家康复辅具研究中心附属康复医院 100176 北京市大兴区中西医结合医院 100163 北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室国家康复辅具研究中心100076 民政部神经功能信息与康复工程重点实验室 100076

目的应用三维步态分析系统观察踝足矫形器个体化强化步态训练结合A型肉毒毒素后治疗脑卒中偏瘫患者的痉挛步态疗效。方法选择脑卒中偏瘫步态患者30例,进行A型肉毒毒素注射治疗,注射后佩戴踝足矫形器进行个体化步态训练,治疗4周,治疗前... 详细信息

目的应用三维步态分析系统观察踝足矫形器个体化强化步态训练结合A型肉毒毒素后治疗脑卒中偏瘫患者的痉挛步态疗效。方法选择脑卒中偏瘫步态患者30例,进行A型肉毒毒素注射治疗,注射后佩戴踝足矫形器进行个体化步态训练,治疗4周,治疗前后进行三维步态分析系统评估,并采集MAS、痉挛指数、Holden功能步行分级、10米最大步行速度、BI量表评估数据。结果①量表评估:注射4周后,MAS值下降,痉挛指数降低,Holden步行能力提高、10米最大步行速度、Fugl-Meyer下肢评分、BI均提高,P<0.01差异有显著意义。②时空参数:注射前患侧与健侧相比步长、步幅缩短,单支撑期短,双支撑期长,差异有显著性,P<0.05;注射后患侧较健侧各项参数比较无显著性差异,P>0.05;患侧注射前后步态参数比较差异均有显著意义,P<0.05。③运动学参数:患侧膝关节屈曲角度由(30.58±16.00)提高至(43.65±9.84)和踝关节背伸角度由(13.44±6.49)提高至(22.33±5.36),均P<0.01,差异有显著性意义。④动态表面肌电参数:患侧治疗前后表面肌电积分肌电值胫前肌由(0.09±0.06)分升至(0.13±0.06)分,腓肠肌由(0.09±0.037)分降至(0.05±0.03)分,均P<0.01,差异有显著意义。结论踝足矫形器个体化步态训练结合A型肉毒毒素可有效改善脑卒中下肢痉挛步态。

关键词：踝足矫形器 A型肉毒毒素个体化步态训练脑卒中步态分析

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融合脑功能和运动评估的脑卒中康复训练处方推荐模型构建

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中国生物医学工程学报 2021年第4期40卷 394-400页

作者：张腾宇张静莎徐功铖王峥张学敏李增勇国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室民政部神经功能信息与康复工程重点实验室北京100176 中国生物医学工程学会北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191

基于脑卒中患者的运动及脑功能评估指标,构建康复训练处方智能推荐模型。选取120例脑卒中患者,进行Brunnstrom、Holden步行能力分级、Berg平衡量表和改良的Ashworth量表评估;同时采用近红外脑功能成像系统,采集患者静息态的脑血氧数据... 详细信息

基于脑卒中患者的运动及脑功能评估指标,构建康复训练处方智能推荐模型。选取120例脑卒中患者,进行Brunnstrom、Holden步行能力分级、Berg平衡量表和改良的Ashworth量表评估;同时采用近红外脑功能成像系统,采集患者静息态的脑血氧数据。提取量表评估结果和脑区激活度、侧偏性、脑区间功能连接等脑功能评估指标特征,利用支持向量机(SVM)、卷积神经网络(CNN)以及结合两者优势改进的CNN-SVM算法,分别建立训练处方推荐模型,对8种训练内容的训练模式进行推荐。结果表明,采用量表评估结果和脑区间功能连接指标作为特征建立的模型识别准确率最高,3种算法的平均识别率均达到93%以上。其中,改进的CNN-SVM算法的识别准确率最高,达到96.43%。利用该方法,能够基于脑卒中患者运动和脑功能评估数据,实现康复训练处方的智能推荐,有利于实现个性化精准康复。

关键词：脑卒中脑功能康复训练处方深度学习

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基于指数积的上肢康复机器人运动学分析

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中国康复医学杂志 2019年第10期34卷 1199-1201页

作者：李宏亮兰陟王强王丽国家康复辅具研究中心北京市100176 北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室民政部神经功能信息与康复工程重点实验室

目的:为了简化上肢康复机器人构型分析,清晰描述上肢康复机器人末端相对基坐标系的位姿描述。方法:基于旋量理论计算出各关节相对基坐标系的旋量坐标,采用指数积形式,给出了上肢康复机器人末端运动学方程。在给定杆长和关节角度限制范... 详细信息

目的:为了简化上肢康复机器人构型分析,清晰描述上肢康复机器人末端相对基坐标系的位姿描述。方法:基于旋量理论计算出各关节相对基坐标系的旋量坐标,采用指数积形式,给出了上肢康复机器人末端运动学方程。在给定杆长和关节角度限制范围情况下,采用蒙特卡洛法对末端运动空间进行了仿真分析并利用Matlab绘制了末端运动空间随机位置点云图。结果:采用指数积形式建立的末端运动学方程表达方式简单,计算出的位置随机点云图可近似逼近真实运动空间。结论:旋量坐标将上肢康复机器人各关节运动关系描述统一化,几何概念清晰、物理意义明确。蒙特卡洛计算方法随机、快速的在各关节转角限制范围内进行取值并组合,能够简化计算过程,可通过增加随机点选取数量获得更加精确的运动空间。

关键词：上肢康复机器人旋量理论蒙特卡洛法运动空间点云

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间歇式气动压力对脑卒中患者脑血氧和动脉血压耦合的影响

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医用生物力学 2021年第S1期36卷 56-56页

作者：李文昊徐功铖霍聪聪谢晖李增勇北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191 国家康复辅具研究中心民政部神经功能信息与康复工程重点实验室北京100176 国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室北京100176

目的探究间歇式气动压力系统(ISPC)诱导的动脉压(ABP)与大脑皮层中氧合血红蛋白浓度(Δ[O2Hb])变化之间的耦合关系。方法招募29名脑卒中患者[(64.1±11.3)岁]和20名健康受试者[(59.8±5.9)岁]。通过近红外光谱检测技术测量ISPC... 详细信息

目的探究间歇式气动压力系统(ISPC)诱导的动脉压(ABP)与大脑皮层中氧合血红蛋白浓度(Δ[O2Hb])变化之间的耦合关系。方法招募29名脑卒中患者[(64.1±11.3)岁]和20名健康受试者[(59.8±5.9)岁]。通过近红外光谱检测技术测量ISPC干预前(10 min,State_R)和干预中(20 min,State_ISPC)双侧前额叶皮质(PFC)。

关键词：脑卒中患者健康受试者氧合血红蛋白动脉血压脑血氧气动压力大脑皮层动脉压

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基于脑-肌电信号的新型假肢控制模式的实验研究

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医疗卫生装备 2020年第7期41卷 36-40页

作者：张泰略李晋川邱越张腾宇四川大学建筑与环境学院力学系成都610065 国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室民政部神经功能信息与康复工程重点实验室北京100176

目的:在传统肌电假肢控制信号中添加特定导联的脑电信号,以提升动作识别率。方法:通过预实验确立正式实验方案,在正式实验中选取1名符合实验需求的截肢患者,提取患者缺失小腿运动想象动作的同步脑-肌电信号,通过相关性分析筛选强相关性... 详细信息

目的:在传统肌电假肢控制信号中添加特定导联的脑电信号,以提升动作识别率。方法:通过预实验确立正式实验方案,在正式实验中选取1名符合实验需求的截肢患者,提取患者缺失小腿运动想象动作的同步脑-肌电信号,通过相关性分析筛选强相关性的脑电导联,并将其添加为辅助信号。在提取相关特征值之后使用基于遗传算法的BP神经网络进行分类学习。结果:在单一肌电信号中添加脑电信号为辅助控制信号后,神经网络的综合识别率从75.025%提升到了87.725%。结论:在单一肌电信号中添加脑电信号为辅助信号,可以有效提升人工神经网络对动作信号识别的准确度。

关键词：运动想象实验脑-肌电结合新型控制模式 BP神经网络智能假肢

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