目的:探讨脑小血管病患者是否存在中脑形态的改变，并分析其中脑结构特征与运动功能之间的相关性。方法:收集北京协和医院神经科2010—2018年登记的部分脑小血管病患者，所有头颅磁共振成像均使用3.0 T核磁共振成像仪采集，患者的中脑前后径及被盖前后径测量使用图像处理软件RadiAnt DICOM Viewer完成。通过问诊患者及与患者一起生活的家属，评估脑小血管病患者的运动障碍、吞咽障碍、构音障碍、排尿障碍等临床症状。采用Kinect深度摄像机结合自主开发的软件平台，对患者的运动功能进行定量评估。从所得参数中选取步速、3 m步行时间、自然起坐时间3项参数。使用SPSS 17.0软件进行统计学分析。结果:共纳入176例脑小血管病患者，年龄30~88（64.16±11.57）岁，男性占65.34%（115例）。脑小血管病患者中脑前后径、被盖前后径均与年龄呈负相关（ B=-0.032， P<0.001； B=-0.020， P=0.006）。中脑前后径与运动障碍症状呈负相关（ OR=0.006，95% CI 0~0.135， P=0.001），调整年龄、性别后仍然相关（ OR=0.014，95% CI 0~0.416， P=0.013）；中脑前后径与排尿障碍症状呈负相关（ OR=0.046，95% CI 0.002~0.936， P=0.045），调整年龄、性别之后不再相关。被盖前后径与运动障碍症状也呈负相关（ OR=0.035，95% CI 0.002~0.684， P=0.027），但调整年龄、性别之后不再相关。相关分析显示步速、3 m步行时间与自然起坐时间3项运动功能评分与年龄、性别均无相关性。中脑前后径与步速呈正相关（ r=0.231， P=0.040），与3 m步行时间呈负相关（ r=-0.304， P=0.005），与自然起坐时间不相关，而被盖前后径与步速、3 m步行时间、自然起坐时间均无相关性。 结论:脑小血管病患者存在中脑形态的变化，中脑结构参数与运动功能、排尿功能相关，中脑萎缩可能是脑小血管病患者出现运动障碍症状的独立相关因素。

目的 通过深度相机和神经网络估计人在直线行走时髋、膝和踝关节的屈伸力矩.方法 利用光学运动捕捉系统、测力板和Azure Kinect深度相机采集20个人的步态信息,受试者被要求以其偏好的步行速度直线行走,同时踏在测力板上.并利用Visual 3D仿真得到关节力矩作为参考值,分别训练人工神经网络(artificial neural network,ANN)模型与长短期记忆(long short-term memory,LSTM)模型进行关节力矩估计.结果 ANN模型估计髋、膝和踝关节的关节力矩的相对均方根误差(relative root mean square error,rRMSE)分别为15.87％～17.32％、18.36％～25.34％和 14.11％～16.82％,相关系数分别为 0.81～0.85、0.69～0.74 和 0.76～0.82.LSTM 模型具有更好的估计效果,rRMSE分别为8.53％～12.18％、14.32％～18.78％和6.51％～11.83％,相关系数分别达到了 0.89～0.95、0.85～0.91和0.90～0.97.结论 本文证实了利用深度相机和神经网络无接触估计人体下肢关节力矩方案的可行性,其中LSTM模型具有更佳的表现.关节力矩估计结果与现有研究相比具有更好的精度,潜在应用场景包含远程医疗、个性化康复方案制定以及矫形器辅助设计等.

目的 系统综述数字赋能技术(DET)促进智力与发展性残疾(IDD)儿童身体活动和健康的效益.方法 从PubMed、Embase、Web of Science、PsycINFO和中国知网中,检索2014 年至2023 年DET 在IDD儿童身体活动中的应用相关文献,对文献进行质量评价,对高质量随机对照研究(RCT)进行系统综述.结果 最终纳入8 项RCT,来自中国、美国、意大利、韩国4 个国家,涉及376 例儿童,主要来源于智力残疾应用、发展性残疾研究、临床医学等领域期刊.发表时间主要集中在2018 年至2023 年.研究对象年龄7～18岁,涵盖智力残疾(包括唐氏综合征)、孤独症和其他发展性残疾.采用的技术包括可穿戴技术、移动健康指导和监测的云计算技术、虚拟现实和增强现实,以及动感游戏技术,设备包括主动视频游戏、Fitbit 智能设备、Wii Fit 平衡游戏、Stepmania 节奏视频游戏、Xbox Kinect 系统、VZFit 传感器和CoTras 认知康复电脑游戏等,虚拟身体活动包括拳击、田径、保龄球、乒乓球、沙滩排球、足球、棒球、滑雪、网球、高尔夫、飞镖、美式足球、射击、跳跃、慢跑和跳绳等.干预频率为每次20～45 min,每周1～5 次,持续4～12 周;在家庭、特殊教育学校和康复机构中进行.健康效益主要体现在提高身体活动水平、改善身体功能,以及提高运动功能和日常生活活动能力.结论 将DET应用到身体活动领域,能提高IDD儿童在虚拟环境下、学校、社区以及康复机构中的身体活动参与水平,改善上下肢活动功能、粗大运动功能和肌肉力量,提高静态平衡功能、运动协调和感觉运动功能,减少久坐行为发生,提升认知、日常生活活动能力和社交能力.

为实现人体异常步态的自动识别,本研究提出一种基于高效时空图卷积神经网络的异常步态识别算法,使用两个Kinect深度相机传感器提取人体三维骨架数据,基于时空图卷积采用早期多分支融合策略,生成关节、运动和骨骼三类特征.经特征融合后,使用两个时空图卷积块作为主流网络进行训练,结合时空关节注意力机制增强模型鉴别能力.在两个公开数据集上测试分别取得了 99.37%和 96.10%的平均准确率,实验结果高于其他基于骨架的图卷积神经网络方法.本研究提出的高效时空图卷积网络能有效鉴别异常步态,有助于异常步态的早发现、早诊断和早治疗.

目的 探讨Kinect体感游戏对脑卒中并发认知功能障碍患者康复治疗的效果.方法 选择2017年1～6月在温州医科大学附属第一医院就诊的脑卒中并发认知功能障碍患者60例,按随机数字法分为实验组和对照组,每组各30例.对照组采用常规康复治疗,实验组在对照组基础上加用Kinect体感游戏模式训练.采用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)和简易精神量表(MMSE)对干预前、干预后4周MoCA和MMSE评分进行评价.结果 干预后,两组MoCA和MMSE评分均高于治疗前,实验组上述评分升高更为显著,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 常规康复治疗结合Kinect体感游戏可有效改善脑卒中患者认知功能障碍.

本文研究了近几年迅速发展的以深度相机作为传感器的视觉SLAM (simultaneous localization and mapping).相比于传统视觉SLAM方案中采用的K-d树或者K-means算法,本文提出一种基于K-means++算法的闭环检测方案,修正了系统的累计误差,提高了系统稳定性和定位精度.在系统前端,选用了基于ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征的特征点法.后端包括位姿图优化和闭环检测,位姿图优化借助g2o(general graph optimization)通用求解器来实现,闭环检测采用了基于二维图像特征的词袋库模型.实验结果成功构建了清晰的三维环境点云地图并计算出精确的运动轨迹.

目的 开发一种基于深度图像的非接触式帕金森病步态不对称性识别方法,以辅助医疗诊断和评估,解决穿戴型传感设备费用高、影响正常生活且检查流程复杂的问题.方法 2016年7月至8月,对帕金森病患者8例和健康人10例,采用Kinect V2.0采集行走6 m的运动数据;对左右脚参数滤波处理后分别聚类,使用相似度矩阵算法分别计算健康人和帕金森病患者相似度值;使用隐马尔科夫模型验证该方法的识别效果.结果 所有患者左右脚参数聚类序列相似度小于健康人;从患者中提取的14条数据,成功识别12条(85.71％);从健康人中提取的46条数据,成功区别35条(76.09％).结论 基于左右脚位移过程中步态参数聚类结果不对称性的非接触式识别方法,对于帕金森病患者有一定识别效果.

目的:探讨基于体感交互技术的3D中医护理虚拟实验室开发过程与应用效果.方法:将Kinect体感交互技术和Unity3D技术相结合,构建高度沉浸的3D中医护理虚拟实验室.采用整群抽样法将某高校2015级226名护理本科生随机分为试验组和对照组,试验组在中医护理学教学中开展3D虚拟仿真训练,对照组采用传统中医护理教学模式.课程结束后通过发放问卷调查、理论考核和操作考核评价教学效果.结果:课程结束后,试验组学生的理论、操作成绩及评判性思维倾向总得分均优于对照组学生(P＜0.05);试验组学生对教学效果的评价各条目评分均＞4分.结论:基于体感交互技术的3D中医护理虚拟实验室,可促进教学模式的革新,有效地提高教学质量和教学效果.

近年来,随着我国人口老龄化进程的加速,饮食结构的改变,脑卒中的发病率呈明显上升的趋势[1-2].随着医疗水平的进步,虽然脑卒中病死率逐渐下降,但大多数存活患者仍遗留有不同程度的功能障碍,包括运动、认知功能障碍[3],给患者的日常生活、工作带来不良影响,也加重了家庭、社会的负担.故加强对脑卒中患者的康复治疗,对改善患者术后生活质量,促进患者早日回归社会意义重大.目前常用的康复治疗手段包括:双杠、自行车等辅助治疗,针灸治疗等,治疗疗程较长,患者在治疗过程中易产生厌倦情绪,难以坚持完成康复治疗.近年来,随着虚拟现实技术的不断进步,使用电脑模拟训练场景,经电子感应技术捕捉患者身体运动,提供视觉、听觉的及时反馈,并以游戏的形式呈现于屏幕,更易被患者接受,给康复治疗提供了新思路[4].本研究选择本院2016年3月-2017年10月收治的100例脑卒中患者为观察对象,观察头皮针结合Kinect体感游戏在平衡功能康复中的应用效果,总结如下.

目的 观察通过体感游戏实现的动作观察训练对痉挛型脑瘫儿童运动功能的影响.方法 采用随机数字表法将痉挛型脑瘫患儿48例随机分为对照组和观察组,每组24例.2组患儿均给予常规康复治疗,观察组每日行40分钟动作观察训练,训练方式为进行微软Xbox Kinect平台的体感游戏,先行观察,后跟随游戏模仿练习.2组儿童均每日治疗1次,每周5d,连续治疗3周.分别于治疗前和治疗3周后(治疗后),采用中文版粗大运动功能测试量表(GMFM)、儿童平衡功能评定量表(PBS)、残疾儿童评估量表(PEDI)对2组患儿的粗大运动功能、平衡能力和社会功能进行评定.结果 治疗后,2组患儿的GMFM、PBS和PEDI评分与组内治疗前比较,差异均有统计学意义(P<0.05),且观察组治疗后的GMFM和PEDI评分分别为(29.19±8.19)分和(59.81±7.17)分,显著高于对照组治疗后,且差异均有统计学意义(P<0.05).结论 应用体感游戏实现的动作观察训练能显著改善痉挛型脑瘫儿童的运动能力及社会功能.