簡單的加速度計改善了杜興肌營養(yǎng)不良的診斷
杜氏肌營養(yǎng)不良癥是最常見的肌肉營養(yǎng)不良類型,在美國每年出生時影響超過10,000名男性,患有嚴重的身體殘疾,慢性消耗和肌肉退化。
通過MRI 進行測試,基因測試或肌肉活檢需要專門的設備,侵入性程序和高昂的費用,但測量男孩的肌肉功能變化和識別代償性步態(tài)可能會導致早期發(fā)現(xiàn)。
本周在《混沌》中,作者提出了一個稱為相對耦合系數(shù)的指數(shù),該指數(shù)可用于量化人類步態(tài)中涉及的因素,并更準確地篩查杜興肌營養(yǎng)不良癥。他們使用廉價的慣性傳感器,在測試對象中測量了身體不同部位的運動,將身體視為一條運動學鏈。
“在運動科學中,運動鏈理論是解釋人體力量傳遞的最經(jīng)典的理論,”作者劍安說。“在運動過程中,不同的環(huán)節(jié)根據(jù)給定時間的具體結(jié)構(gòu)完成相應的動作,以保持身體的相對動態(tài)穩(wěn)定性。”
在這項研究中,加速度計被放置在五個位置的參與者身上:前臂,腿側(cè)和身體的核心。當參與者行走時,收集時間序列數(shù)據(jù)以創(chuàng)建核心-肢體耦合系數(shù)(用于比較核心和肢體數(shù)據(jù))和同側(cè)肢體-耦合系數(shù)(用于比較前臂和腿側(cè)面的數(shù)據(jù))。結(jié)合起來,它們提供了整個身體的耦合程度的圖像。
這項研究著重于人類步行作為子系統(tǒng)的系統(tǒng),這些子系統(tǒng)是在非線性復雜系統(tǒng)中協(xié)同工作的相連身體部位。這意味著統(tǒng)計分析中的線性動力學不能很好地描述它,而非線性動力學模型更適合該任務。
作者使用相空間重構(gòu)來捕捉人類步態(tài)模式復雜系統(tǒng)中的動態(tài)。他們的工作基于Takens的嵌入理論,該理論允許他們提取一維時間序列數(shù)據(jù)集中的嵌入維度。結(jié)果是用于杜氏肌營養(yǎng)不良癥篩查的一種注入數(shù)據(jù)的方法。
作者計劃繼續(xù)他們的工作,以提高關系耦合系數(shù)的能力,以提高其作為診斷工具的準確性,并開發(fā)老年人的應用程序,例如預測跌倒風險。
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