10500

تشخيص رويدادهاي گام برداشتن

دكتر عباس عرفانيان اميدوار

چرخه گام برداشتن انسان، شامل دو فاز اصلي ايستادن و تاب خوردن مي¬باشد. فازهاي ايستادن و تاب خوردن در نهايت به هشت رويداد تقسيم مي¬شوند. رويدادهاي ايستادن شامل تماس اوليه (IC) ، پاسخ بارگذاري (LR) ، ايستادن مياني (MSt) و ايستادن انتهايي (TSt) و رويدادهاي تاب خوردن شامل قبل از تاب خوردن (PSw) ، تاب خوردن اوليه (ISw) ، تاب خوردن مياني (MSw) و تاب خوردن انتهايي (TSw) مي¬باشد. بسياري از اختلالات و بيماري هاي عصبي مانند ضايعه نخاعي (SCI) ، سكته قلبي و اسكروزيس چندگانه (MS) توانايي گام برداشتن را تحت تأثير قرار مي¬دهند. اين اختلالات اغلب به سيستم اعصاب مركزي (CNS) آسيب مي¬زنند و اين در حالي است كه سيستم اعصاب محيطي (PNS) سالم باقي مي¬ماند. بعضي از اختلالات مرتبط با مغز مانند اختلال نقص توجه و بيش فعالي (ADHD) ، اختلال طيف اُتيسم (ASD) و بيماري پاركينسون (PD) به طور مستقيم ناحيه حركتي مغز را هدف قرار نمي¬دهند اما حركات بدن را كند كرده و به طور غير مستقيم حركت دست¬ها و پاها را در اين افراد تحت تأثير قرار مي¬دهد. در ميان ساير اختلالات و بيماري ها، بيماري هاي گروه فلج مغزي (CD) نيز در توانايي كنترل ماهيچه¬ها و حركت¬كردن اختلال ايجاد مي¬كند. هم¬چنين وجود تومور در مغز، خوش¬خيم يا بدخيم، مي¬تواند ناحيه حركتي مغز را تحت تأثير قرار داده و موجب فلج شدن فرد شود. با توجه به اين كه سيستم اعصاب محيطي در بيماري¬هاي بيان شده اغلب سالم و دست نخوره باقي مي¬ماند، مي¬توان از تحريك الكتريكي عملكردي (FES) براي درمان استفاده نمود. FES فعال¬سازي مصنوعي انقباض ماهيچه را به وسيله اعمال پالس¬هاي الكتريكي كوچك از طريق الكترودهاي سطحي يا قابل كاشت تسهيل مي¬كند. در اين رويكرد، جريان (دامنه و عرض پالس) و فركانس اعمال شده به الكترود قابل تنظيم است. اگر دامنه جريان از چند ميلي آمپر بيشتر شود، تعدادي پتانسيل عمل در اعصاب برگشتي به مغز در نزديكي الكترود ايجاد شده و منجر به احساس ناراحتي و درد در فرد مي¬شود. هم¬چنين اعمال FES با دامنه و فركانس بالا منجر به خستگي سريع ماهيچه و عدم انقباض آن مي¬شود. بنابراين به عنوان نمونه در كاربردهاي مرتبط با گام¬برداشتن، براي اعمال تحريك به صورت بهينه اطلاع از وضعيت دقيق پاي فرد ضروري بوده و بايستي رويداد گام فعلي فرد به طور صحيح شناسايي و تشخيص داده شود. در رويكردهاي تشخيص خودكار رويداد گام برداشتن، به سنسور يا وسيله¬اي براي جمع¬آوري داده، پروتوكل يا روشي براي انتقال داده¬ها و تكنيك يا الگوريتمي براي پردازش داده¬هاي جمع¬آوري شده و تشخيص رويداد گام فعلي نياز است. در مرحله جمع¬آوري داده¬ها، معمولاً از واحدهاي اندازه¬گيري اينرسي (IMU) يا دوربين¬هاي حساس به حركت استفاده شده و از داده¬هاي اندازه¬گيري شده توسط مقاومت¬هاي حساس به نيرو (FSR) به عنوان داده¬هاي مرجع براي ارزيابي و مقايسه با داده¬هاي جمع¬آوري شده در آزمايش بهره گرفته شده است. در نهايت داده¬هاي جمع¬آوري شده از طريق پروتوكل ارتباطي بلوتوث به رايانه يا مركز پردازش داده¬ها ارسال مي¬گردد. در پردازش داده¬ها از روش¬هاي متعدد و متنوعي مانند روش¬هاي ابتكاري (مبتني بر آستانه¬ها، بيشنيه¬ها و كمينه¬هاي محلي)، روش¬هاي مبتني بر تبديل موجك، شبكه عصبي مصنوعي و يادگيري ماشين، تجزيه و تحليل طيف توان سيگنال و روش¬هاي آماري براي شناسايي و تشخيص رويدادهاي گام-برداشتن استفاده شده است.

12/1/2021 12:00:00 AM

74118

1400/10/04