简单的加速计改善了杜兴肌营养不良的诊断

本周在《混沌》杂志上,有作者提出了一个称为相对耦合系数的指数,它可以用来量化人体步态的相关因素,更准确地筛选杜氏肌营养不良症。他们使用廉价的惯性传感器,测量受试者身体不同部位的运动,将身体视为运动链。

  杜氏肌营养不良是最常见的肌营养不良类型,患者多为儿童,病症主要影响患者的肌肉发展,患者通常在婴儿至幼年期发育正常,至学龄时期开始发觉步姿摇摆,上楼梯有明显困难,随着年龄增长,肌肉逐渐萎缩而需要以轮椅代步,失去自理能力。

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  在美国,每年有超过10000名男性在出生时受到严重的身体残疾、慢性消瘦和肌肉退化的影响。杜氏肌营养不良的检测一般通过磁共振成像、基因检测或肌肉活检进行检测,这需要专门的设备、侵入性的程序和高昂的费用,但测量肌肉功能的变化和识别男孩代偿性步行步态可能需要更早的检测。

  本周在《混沌》杂志上,有作者提出了一个称为相对耦合系数的指数,它可以用来量化人体步态的相关因素,更准确地筛选杜氏肌营养不良症。他们使用廉价的惯性传感器,测量受试者身体不同部位的运动,将身体视为运动链。

  该作者建安说:“在体育科学中,运动链理论是解释人体力量传递的最经典理论。在运动过程中,不同的环节完成相应的动作,根据特定的结构在给定的时间内,以保持人体的相对动态稳定性。”

  在这项研究中,加速计被放置在参与者的五个位置:前臂、腿侧和身体核心。当参与者行走时,收集时间序列数据,建立比较核心和肢体数据的核心:肢体耦合系数和比较前臂和腿侧数据的同侧肢体耦合系数。综合起来,它们提供了整个身体耦合程度的图像。

左图为患有Duchenne肌营养不良症的儿童,右图为正常发育的儿童的重构相空间和预测相空间。.jpg

左图为患有Duchenne肌营养不良症的儿童,右图为正常发育的儿童的重构相空间和预测相空间。

  这项研究着重于人类步行作为子系统的系统,这些子系统是在非线性复杂系统中协同工作的相连身体部位。这意味着统计分析中的线性动力学不能很好地描述它,而非线性动力学模型更适合该任务。

  作者使用相空间重构来捕捉人类步态模式复杂系统中的动态。他们的工作基于Takens的嵌入理论,该理论允许他们提取一维时间序列数据集中的嵌入维度。结果是用于杜氏肌营养不良症筛查的一种注入数据的方法。

  作者表明将继续他们的工作,以提高关系耦合系数的能力,以提高其作为诊断工具的准确性,并开发老年人的应用程序,例如预测跌倒风险。

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