基于腦功能網(wǎng)絡(luò)特征的人體平衡能力評(píng)估研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-07 22:09
平衡能力反映了人體感覺、神經(jīng)控制、肌肉、骨骼的整體協(xié)調(diào)性,依靠視覺、本體覺、前庭覺三大感覺的信息輸入,經(jīng)中樞神經(jīng)處理整合,通過踝、髖、膝關(guān)節(jié)策略進(jìn)行調(diào)控。由于人體的衰老、病變,部分人群的平衡能力會(huì)有一定程度的減弱。在對(duì)平衡障礙的診斷與治療中,需要對(duì)平衡能力進(jìn)行精確評(píng)估,以確定平衡能力障礙程度、制定合適的康復(fù)方法。目前的平衡評(píng)估方法以人體平衡的外在表現(xiàn)為基礎(chǔ),對(duì)內(nèi)在的神經(jīng)生理調(diào)節(jié)機(jī)制考慮甚少。因此本文在傳統(tǒng)足底壓力信號(hào)研究基礎(chǔ)上,從腦-肌及其相干性對(duì)平衡相關(guān)腦電信號(hào)、肌電信號(hào)進(jìn)行分析,構(gòu)建平衡腦功能網(wǎng)絡(luò),研究中樞系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律,從源頭上更全面地評(píng)估人體平衡能力。本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)針對(duì)平衡能力的對(duì)比分析,設(shè)計(jì)了包括阻斷本體感覺、視覺的人體靜態(tài)平衡四種實(shí)驗(yàn)范式,通過阻斷平衡感覺輸入,采集得到不同實(shí)驗(yàn)范式下的足底壓力中心信號(hào)、平衡相關(guān)的下肢肌肉電信號(hào)及大腦皮層的腦電信號(hào)。四種實(shí)驗(yàn)范式是平衡測力板上睜眼站立、平衡測力板上閉眼站立、平衡測力板+海綿墊上睜眼站立、平衡測力板+海綿墊上閉眼站立,同時(shí)規(guī)定了被試的站立姿勢和實(shí)驗(yàn)相關(guān)要求。(2)在平衡感覺缺失下中樞神經(jīng)的協(xié)同響應(yīng)分析基礎(chǔ)...
【文章來源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
靜態(tài)平衡測試儀()動(dòng)態(tài)平衡測試儀
BalanceMaster平衡測試儀
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文71.4平衡調(diào)節(jié)的生理機(jī)制人體平衡調(diào)節(jié)機(jī)制較為復(fù)雜,其主要依賴于視覺、本體感覺和前庭覺三方面的信息在中樞神經(jīng)系統(tǒng)分析整合,圖1.3為平衡調(diào)節(jié)機(jī)制示意圖。圖1.3人體平衡調(diào)節(jié)機(jī)制視覺提供環(huán)境位置的改變、自身的肢體位置等信息,中樞系統(tǒng)亦可以控制眼球運(yùn)動(dòng)來穩(wěn)定視野,獲取更多信息。充分的視覺條件可為前庭病變的患者提供有效補(bǔ)充從而維持平衡[16]。在維持靜態(tài)平衡時(shí),視覺提供的信息最高可達(dá)總感覺信息量的80%[17]。本體感覺通過關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、肌肉收縮程度,感受身體姿態(tài)以及身體各部位相互作用。身體任一肢體部位的位置、受力等狀態(tài)信息均可能影響維持某一狀態(tài)下的平衡,如研究發(fā)現(xiàn)肥胖者的足底機(jī)械感受器的數(shù)量更少,影響足底本體感覺的敏感度,姿態(tài)穩(wěn)定性有一定降低[18]。因此本體感覺是平衡調(diào)節(jié)的重要基矗前庭系統(tǒng)由半規(guī)管、橢圓囊和球囊組成。前庭覺感知人體運(yùn)動(dòng)加速度信息,并進(jìn)行空間定位,感受頭部狀態(tài),在穩(wěn)定視覺、維持人體立體定向中及其重要[19]。前庭覺病變會(huì)導(dǎo)致眩暈、視力衰退等癥狀,對(duì)平衡能力有較大影響。包括大腦皮層、小腦、脊髓等部分的中樞神經(jīng)系統(tǒng)完成視覺、本體感覺和前庭覺三大感覺信息的分析與整合,并輸出控制命令,經(jīng)運(yùn)動(dòng)纖維傳遞神經(jīng)信息調(diào)整肌纖維的緊張程度,經(jīng)運(yùn)動(dòng)纖維控制骨骼肌的收縮[20],指揮骨骼—肌肉系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,完成平衡任務(wù),因而中樞神經(jīng)在平衡調(diào)節(jié)過程中起全局性的主導(dǎo)作用。骨骼—肌肉系統(tǒng)是人體平衡的基礎(chǔ),骨骼組成人體的形態(tài),肌肉提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,兩者在功能上相互關(guān)聯(lián)、相互調(diào)控,肌肉收縮會(huì)影響骨骼的形態(tài),骨骼合成分泌激素間接調(diào)節(jié)肌肉狀態(tài)[21]。骨骼肌肉系統(tǒng)的衰弱會(huì)影響平衡功能,骨質(zhì)疏松會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮,軀干肌肌力不足會(huì)有跌倒?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在腦電信號(hào)處理中的應(yīng)用[J]. 馮國航,邵冰莓,王柏弋,李艷. 電子世界. 2019(10)
[2]一種基于樣本近鄰分類精度的支持向量機(jī)集成方法[J]. 呂曉燕,陳立潮. 中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]支持向量機(jī)理論及應(yīng)用[J]. 馬旭霞. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(02)
[4]追本溯源 探尋前庭系統(tǒng)功能檢查本質(zhì)[J]. 孔維佳,張甦琳,劉波. 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志. 2018(12)
[5]靜態(tài)平衡儀與Berg平衡量表對(duì)老年住院患者跌倒風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測價(jià)值差異的研究[J]. 趙春艷,周嫣,趙慧華,王影,陳益清,蔣佟迎,呂萍,李陵君,何輝莉. 中華現(xiàn)代護(hù)理雜志. 2017 (29)
[6]一種改進(jìn)的K-近鄰分類法[J]. 蘇佩娟,劉赪,牟建波,王麗梅. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[7]表面肌電信號(hào)的降噪處理[J]. 李佳妮,王云峰. 傳感器與微系統(tǒng). 2017(07)
[8]肌肉、骨骼與骨質(zhì)疏松專家共識(shí)[J]. 黃宏興,吳青,李躍華,郝永強(qiáng),史曉林,孔西建,梁祖建,陳超,李穎,萬雷,王凡,畢曉蕾,劉忠厚. 中國骨質(zhì)疏松雜志. 2016(10)
[9]老年人平衡功能的最新研究進(jìn)展[J]. 楊慧平,呂強(qiáng). 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新. 2016(29)
[10]基于電腦鼠實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的Dijstra算法和Floor-fill算法比較研究[J]. 薛盼為,王玉平,余鷹. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(04)
博士論文
[1]人體站立平衡系統(tǒng)建模與平衡能力評(píng)價(jià)方法研究[D]. 劉琨.燕山大學(xué) 2016
[2]支持向量技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 董寶玉.大連海事大學(xué) 2016
[3]不同狀態(tài)下腦功能網(wǎng)絡(luò)特性研究[D]. 薛紹偉.大連理工大學(xué) 2013
[4]基于視頻的三維人體運(yùn)動(dòng)捕獲方法研究[D]. 邱顯杰.中國科學(xué)院研究生院(計(jì)算技術(shù)研究所) 2006
碩士論文
[1]基于協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)想象的腦電信號(hào)識(shí)別研究[D]. 周瑩.杭州電子科技大學(xué) 2019
[2]基于運(yùn)動(dòng)力學(xué)和生物電信號(hào)的人體平衡能力評(píng)估[D]. 嚴(yán)志華.杭州電子科技大學(xué) 2019
[3]基于視頻分析的VR環(huán)境下人體平衡能力檢測系統(tǒng)研究[D]. 吝文濤.西安理工大學(xué) 2018
[4]基于視覺和本體感覺阻斷的人體靜態(tài)平衡能力的評(píng)估研究[D]. 章琴.杭州電子科技大學(xué) 2016
[5]非線性系統(tǒng)辨識(shí)在人體動(dòng)態(tài)平衡建模中的應(yīng)用[D]. 薛瑞靜.河北大學(xué) 2015
本文編號(hào):3217403
【文章來源】:杭州電子科技大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
靜態(tài)平衡測試儀()動(dòng)態(tài)平衡測試儀
BalanceMaster平衡測試儀
杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文71.4平衡調(diào)節(jié)的生理機(jī)制人體平衡調(diào)節(jié)機(jī)制較為復(fù)雜,其主要依賴于視覺、本體感覺和前庭覺三方面的信息在中樞神經(jīng)系統(tǒng)分析整合,圖1.3為平衡調(diào)節(jié)機(jī)制示意圖。圖1.3人體平衡調(diào)節(jié)機(jī)制視覺提供環(huán)境位置的改變、自身的肢體位置等信息,中樞系統(tǒng)亦可以控制眼球運(yùn)動(dòng)來穩(wěn)定視野,獲取更多信息。充分的視覺條件可為前庭病變的患者提供有效補(bǔ)充從而維持平衡[16]。在維持靜態(tài)平衡時(shí),視覺提供的信息最高可達(dá)總感覺信息量的80%[17]。本體感覺通過關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、肌肉收縮程度,感受身體姿態(tài)以及身體各部位相互作用。身體任一肢體部位的位置、受力等狀態(tài)信息均可能影響維持某一狀態(tài)下的平衡,如研究發(fā)現(xiàn)肥胖者的足底機(jī)械感受器的數(shù)量更少,影響足底本體感覺的敏感度,姿態(tài)穩(wěn)定性有一定降低[18]。因此本體感覺是平衡調(diào)節(jié)的重要基矗前庭系統(tǒng)由半規(guī)管、橢圓囊和球囊組成。前庭覺感知人體運(yùn)動(dòng)加速度信息,并進(jìn)行空間定位,感受頭部狀態(tài),在穩(wěn)定視覺、維持人體立體定向中及其重要[19]。前庭覺病變會(huì)導(dǎo)致眩暈、視力衰退等癥狀,對(duì)平衡能力有較大影響。包括大腦皮層、小腦、脊髓等部分的中樞神經(jīng)系統(tǒng)完成視覺、本體感覺和前庭覺三大感覺信息的分析與整合,并輸出控制命令,經(jīng)運(yùn)動(dòng)纖維傳遞神經(jīng)信息調(diào)整肌纖維的緊張程度,經(jīng)運(yùn)動(dòng)纖維控制骨骼肌的收縮[20],指揮骨骼—肌肉系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,完成平衡任務(wù),因而中樞神經(jīng)在平衡調(diào)節(jié)過程中起全局性的主導(dǎo)作用。骨骼—肌肉系統(tǒng)是人體平衡的基礎(chǔ),骨骼組成人體的形態(tài),肌肉提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,兩者在功能上相互關(guān)聯(lián)、相互調(diào)控,肌肉收縮會(huì)影響骨骼的形態(tài),骨骼合成分泌激素間接調(diào)節(jié)肌肉狀態(tài)[21]。骨骼肌肉系統(tǒng)的衰弱會(huì)影響平衡功能,骨質(zhì)疏松會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮,軀干肌肌力不足會(huì)有跌倒?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在腦電信號(hào)處理中的應(yīng)用[J]. 馮國航,邵冰莓,王柏弋,李艷. 電子世界. 2019(10)
[2]一種基于樣本近鄰分類精度的支持向量機(jī)集成方法[J]. 呂曉燕,陳立潮. 中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]支持向量機(jī)理論及應(yīng)用[J]. 馬旭霞. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(02)
[4]追本溯源 探尋前庭系統(tǒng)功能檢查本質(zhì)[J]. 孔維佳,張甦琳,劉波. 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志. 2018(12)
[5]靜態(tài)平衡儀與Berg平衡量表對(duì)老年住院患者跌倒風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測價(jià)值差異的研究[J]. 趙春艷,周嫣,趙慧華,王影,陳益清,蔣佟迎,呂萍,李陵君,何輝莉. 中華現(xiàn)代護(hù)理雜志. 2017 (29)
[6]一種改進(jìn)的K-近鄰分類法[J]. 蘇佩娟,劉赪,牟建波,王麗梅. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[7]表面肌電信號(hào)的降噪處理[J]. 李佳妮,王云峰. 傳感器與微系統(tǒng). 2017(07)
[8]肌肉、骨骼與骨質(zhì)疏松專家共識(shí)[J]. 黃宏興,吳青,李躍華,郝永強(qiáng),史曉林,孔西建,梁祖建,陳超,李穎,萬雷,王凡,畢曉蕾,劉忠厚. 中國骨質(zhì)疏松雜志. 2016(10)
[9]老年人平衡功能的最新研究進(jìn)展[J]. 楊慧平,呂強(qiáng). 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新. 2016(29)
[10]基于電腦鼠實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的Dijstra算法和Floor-fill算法比較研究[J]. 薛盼為,王玉平,余鷹. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(04)
博士論文
[1]人體站立平衡系統(tǒng)建模與平衡能力評(píng)價(jià)方法研究[D]. 劉琨.燕山大學(xué) 2016
[2]支持向量技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 董寶玉.大連海事大學(xué) 2016
[3]不同狀態(tài)下腦功能網(wǎng)絡(luò)特性研究[D]. 薛紹偉.大連理工大學(xué) 2013
[4]基于視頻的三維人體運(yùn)動(dòng)捕獲方法研究[D]. 邱顯杰.中國科學(xué)院研究生院(計(jì)算技術(shù)研究所) 2006
碩士論文
[1]基于協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)想象的腦電信號(hào)識(shí)別研究[D]. 周瑩.杭州電子科技大學(xué) 2019
[2]基于運(yùn)動(dòng)力學(xué)和生物電信號(hào)的人體平衡能力評(píng)估[D]. 嚴(yán)志華.杭州電子科技大學(xué) 2019
[3]基于視頻分析的VR環(huán)境下人體平衡能力檢測系統(tǒng)研究[D]. 吝文濤.西安理工大學(xué) 2018
[4]基于視覺和本體感覺阻斷的人體靜態(tài)平衡能力的評(píng)估研究[D]. 章琴.杭州電子科技大學(xué) 2016
[5]非線性系統(tǒng)辨識(shí)在人體動(dòng)態(tài)平衡建模中的應(yīng)用[D]. 薛瑞靜.河北大學(xué) 2015
本文編號(hào):3217403
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