傳感器技術(shù)在物理康復(fù)期間可視化身體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

大約四分之三的殘疾生活可以從身體康復(fù)中受益——但沒有足夠的物理治療師 (PT) 來解決。日益增長的需求與人口增長并駕齊驅(qū)，即使在同一年齡組內(nèi)，老齡化以及嚴(yán)重疾病的高發(fā)病率也導(dǎo)致了這一問題。

基于傳感器的技術(shù)(例如體上運(yùn)動傳感器)的興起為患者提供了一定的自主權(quán)和精確度。盡管如此，極簡主義的手表和戒指在很大程度上依賴于運(yùn)動數(shù)據(jù)，因此除了運(yùn)動之外，還缺乏更全面的 PT 組合圖，包括肌肉接合和張力。

可以這么說，這種肌肉運(yùn)動語言障礙促使麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室 (CSAIL) 和馬薩諸塞州總醫(yī)院 (MGH) 的研究人員創(chuàng)建了一個(gè)無人監(jiān)督的身體康復(fù)系統(tǒng) MuscleRehab。它包含三個(gè)要素：運(yùn)動跟蹤(您猜對了)、一種稱為電阻抗斷層掃描 (EIT) 的成像技術(shù)，用于測量肌肉的活動，以及虛擬現(xiàn)實(shí)(VR) 耳機(jī)和可讓您觀看的跟蹤服自己與物理治療師一起表演。

對于患者，他們只需穿上時(shí)尚的 ninja esq-all black 運(yùn)動服和捕捉 3D 運(yùn)動數(shù)據(jù)的 VR，然后進(jìn)行各種運(yùn)動，如弓步、膝蓋彎曲、硬拉、抬腿、膝蓋伸展、深蹲、消防栓等。測量股四頭肌、縫匠肌、腘繩肌和內(nèi)收肌活動的橋梁。

在虛擬環(huán)境中，患者被賦予了兩個(gè)條件。在這兩種情況下，他們的化身都會與物理治療師一起表演。在第一種情況下，僅將運(yùn)動跟蹤數(shù)據(jù)覆蓋在他們的患者頭像上。在第二種情況下，患者戴上 EIT 感應(yīng)帶，然后他們就會獲得運(yùn)動和肌肉接合的所有信息。

在這兩種情況下，團(tuán)隊(duì)比較了鍛煉的準(zhǔn)確性，并將結(jié)果交給了專業(yè)的治療師，后者解釋了在每次鍛煉中應(yīng)該使用哪些肌肉群。通過在這些無人監(jiān)督的練習(xí)中可視化肌肉參與和運(yùn)動數(shù)據(jù)，而不僅僅是運(yùn)動，練習(xí)的整體準(zhǔn)確性提高了 15%。

然后，該團(tuán)隊(duì)對鍛煉期間正確肌肉群在兩種情況下觸發(fā)的時(shí)間進(jìn)行了交叉比較。在我們實(shí)時(shí)顯示肌肉參與數(shù)據(jù)的情況下，這就是反饋。通過監(jiān)測和記錄參與度最高的數(shù)據(jù)，PT 報(bào)告了對患者運(yùn)動質(zhì)量的更好理解，并有助于根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更好地評估他們當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動。

“我們希望我們的傳感場景不局限于臨床環(huán)境，以便更好地為受傷恢復(fù)中的運(yùn)動員、目前正在接受物理治療的患者或患有身體限制性疾病的患者提供數(shù)據(jù)驅(qū)動的無監(jiān)督康復(fù)，最終看看我們是否可以協(xié)助麻省理工學(xué)院 CSAIL 博士生和有關(guān) MuscleRehab 的論文的主要作者朱俊一說，不僅是恢復(fù)，而且可能是預(yù)防。“通過積極測量深層肌肉參與，我們可以觀察數(shù)據(jù)與患者的基線相比是否異常，以深入了解潛在的肌肉軌跡。

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