基于脑功能网络特征的人体平衡能力评估研究
发布时间：2021-06-07 22:09
平衡能力反映了人体感觉、神经控制、肌肉、骨骼的整体协调性,依靠视觉、本体觉、前庭觉三大感觉的信息输入,经中枢神经处理整合,通过踝、髋、膝关节策略进行调控。由于人体的衰老、病变,部分人群的平衡能力会有一定程度的减弱。在对平衡障碍的诊断与治疗中,需要对平衡能力进行精确评估,以确定平衡能力障碍程度、制定合适的康复方法。目前的平衡评估方法以人体平衡的外在表现为基础,对内在的神经生理调节机制考虑甚少。因此本文在传统足底压力信号研究基础上,从脑-肌及其相干性对平衡相关脑电信号、肌电信号进行分析,构建平衡脑功能网络,研究中枢系统的调节规律,从源头上更全面地评估人体平衡能力。本文的主要研究内容及创新点如下:（1）针对平衡能力的对比分析,设计了包括阻断本体感觉、视觉的人体静态平衡四种实验范式,通过阻断平衡感觉输入,采集得到不同实验范式下的足底压力中心信号、平衡相关的下肢肌肉电信号及大脑皮层的脑电信号。四种实验范式是平衡测力板上睁眼站立、平衡测力板上闭眼站立、平衡测力板+海绵垫上睁眼站立、平衡测力板+海绵垫上闭眼站立,同时规定了被试的站立姿势和实验相关要求。（2）在平衡感觉缺失下中枢神经的协同响应分析基础...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静态平衡测试仪（）动态平衡测试仪
BalanceMaster平衡测试仪
杭州电子科技大学硕士学位论文71.4平衡调节的生理机制人体平衡调节机制较为复杂，其主要依赖于视觉、本体感觉和前庭觉三方面的信息在中枢神经系统分析整合，图1.3为平衡调节机制示意图。图1.3人体平衡调节机制视觉提供环境位置的改变、自身的肢体位置等信息，中枢系统亦可以控制眼球运动来稳定视野，获取更多信息。充分的视觉条件可为前庭病变的患者提供有效补充从而维持平衡[16]。在维持静态平衡时，视觉提供的信息最高可达总感觉信息量的80%[17]。本体感觉通过关节运动、肌肉收缩程度，感受身体姿态以及身体各部位相互作用。身体任一肢体部位的位置、受力等状态信息均可能影响维持某一状态下的平衡，如研究发现肥胖者的足底机械感受器的数量更少，影响足底本体感觉的敏感度，姿态稳定性有一定降低[18]。因此本体感觉是平衡调节的重要基矗前庭系统由半规管、椭圆囊和球囊组成。前庭觉感知人体运动加速度信息，并进行空间定位，感受头部状态，在稳定视觉、维持人体立体定向中及其重要[19]。前庭觉病变会导致眩晕、视力衰退等症状，对平衡能力有较大影响。包括大脑皮层、小脑、脊髓等部分的中枢神经系统完成视觉、本体感觉和前庭觉三大感觉信息的分析与整合，并输出控制命令，经运动纤维传递神经信息调整肌纤维的紧张程度，经运动纤维控制骨骼肌的收缩[20]，指挥骨骼—肌肉系统协调工作，完成平衡任务，因而中枢神经在平衡调节过程中起全局性的主导作用。骨骼—肌肉系统是人体平衡的基础，骨骼组成人体的形态，肌肉提供运动的动力，两者在功能上相互关联、相互调控，肌肉收缩会影响骨骼的形态，骨骼合成分泌激素间接调节肌肉状态[21]。骨骼肌肉系统的衰弱会影响平衡功能，骨质疏松会导致肌肉萎缩，躯干肌肌力不足会有跌倒?
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工神经网络在脑电信号处理中的应用[J]. 冯国航,邵冰莓,王柏弋,李艳. 电子世界. 2019(10)
[2]一种基于样本近邻分类精度的支持向量机集成方法[J]. 吕晓燕,陈立潮. 中北大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]支持向量机理论及应用[J]. 马旭霞. 科学技术创新. 2019(02)
[4]追本溯源 探寻前庭系统功能检查本质[J]. 孔维佳,张甦琳,刘波. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志. 2018(12)
[5]静态平衡仪与Berg平衡量表对老年住院患者跌倒风险预测价值差异的研究[J]. 赵春艳,周嫣,赵慧华,王影,陈益清,蒋佟迎,吕萍,李陵君,何辉莉. 中华现代护理杂志. 2017 (29)
[6]一种改进的K-近邻分类法[J]. 苏佩娟,刘赪,牟建波,王丽梅. 西华大学学报(自然科学版). 2017(04)
[7]表面肌电信号的降噪处理[J]. 李佳妮,王云峰. 传感器与微系统. 2017(07)
[8]肌肉、骨骼与骨质疏松专家共识[J]. 黄宏兴,吴青,李跃华,郝永强,史晓林,孔西建,梁祖建,陈超,李颖,万雷,王凡,毕晓蕾,刘忠厚. 中国骨质疏松杂志. 2016(10)
[9]老年人平衡功能的最新研究进展[J]. 杨慧平,吕强. 中国医学创新. 2016(29)
[10]基于电脑鼠实验平台的Dijstra算法和Floor-fill算法比较研究[J]. 薛盼为,王玉平,余鹰. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(04)
博士论文
[1]人体站立平衡系统建模与平衡能力评价方法研究[D]. 刘琨.燕山大学 2016
[2]支持向量技术及其应用研究[D]. 董宝玉.大连海事大学 2016
[3]不同状态下脑功能网络特性研究[D]. 薛绍伟.大连理工大学 2013
[4]基于视频的三维人体运动捕获方法研究[D]. 邱显杰.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2006
硕士论文
[1]基于协调运动想象的脑电信号识别研究[D]. 周莹.杭州电子科技大学 2019
[2]基于运动力学和生物电信号的人体平衡能力评估[D]. 严志华.杭州电子科技大学 2019
[3]基于视频分析的VR环境下人体平衡能力检测系统研究[D]. 吝文涛.西安理工大学 2018
[4]基于视觉和本体感觉阻断的人体静态平衡能力的评估研究[D]. 章琴.杭州电子科技大学 2016
[5]非线性系统辨识在人体动态平衡建模中的应用[D]. 薛瑞静.河北大学 2015
本文编号：3217403
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静态平衡测试仪（）动态平衡测试仪
BalanceMaster平衡测试仪
杭州电子科技大学硕士学位论文71.4平衡调节的生理机制人体平衡调节机制较为复杂，其主要依赖于视觉、本体感觉和前庭觉三方面的信息在中枢神经系统分析整合，图1.3为平衡调节机制示意图。图1.3人体平衡调节机制视觉提供环境位置的改变、自身的肢体位置等信息，中枢系统亦可以控制眼球运动来稳定视野，获取更多信息。充分的视觉条件可为前庭病变的患者提供有效补充从而维持平衡[16]。在维持静态平衡时，视觉提供的信息最高可达总感觉信息量的80%[17]。本体感觉通过关节运动、肌肉收缩程度，感受身体姿态以及身体各部位相互作用。身体任一肢体部位的位置、受力等状态信息均可能影响维持某一状态下的平衡，如研究发现肥胖者的足底机械感受器的数量更少，影响足底本体感觉的敏感度，姿态稳定性有一定降低[18]。因此本体感觉是平衡调节的重要基矗前庭系统由半规管、椭圆囊和球囊组成。前庭觉感知人体运动加速度信息，并进行空间定位，感受头部状态，在稳定视觉、维持人体立体定向中及其重要[19]。前庭觉病变会导致眩晕、视力衰退等症状，对平衡能力有较大影响。包括大脑皮层、小脑、脊髓等部分的中枢神经系统完成视觉、本体感觉和前庭觉三大感觉信息的分析与整合，并输出控制命令，经运动纤维传递神经信息调整肌纤维的紧张程度，经运动纤维控制骨骼肌的收缩[20]，指挥骨骼—肌肉系统协调工作，完成平衡任务，因而中枢神经在平衡调节过程中起全局性的主导作用。骨骼—肌肉系统是人体平衡的基础，骨骼组成人体的形态，肌肉提供运动的动力，两者在功能上相互关联、相互调控，肌肉收缩会影响骨骼的形态，骨骼合成分泌激素间接调节肌肉状态[21]。骨骼肌肉系统的衰弱会影响平衡功能，骨质疏松会导致肌肉萎缩，躯干肌肌力不足会有跌倒?
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工神经网络在脑电信号处理中的应用[J]. 冯国航,邵冰莓,王柏弋,李艳. 电子世界. 2019(10)
[2]一种基于样本近邻分类精度的支持向量机集成方法[J]. 吕晓燕,陈立潮. 中北大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]支持向量机理论及应用[J]. 马旭霞. 科学技术创新. 2019(02)
[4]追本溯源 探寻前庭系统功能检查本质[J]. 孔维佳,张甦琳,刘波. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志. 2018(12)
[5]静态平衡仪与Berg平衡量表对老年住院患者跌倒风险预测价值差异的研究[J]. 赵春艳,周嫣,赵慧华,王影,陈益清,蒋佟迎,吕萍,李陵君,何辉莉. 中华现代护理杂志. 2017 (29)
[6]一种改进的K-近邻分类法[J]. 苏佩娟,刘赪,牟建波,王丽梅. 西华大学学报(自然科学版). 2017(04)
[7]表面肌电信号的降噪处理[J]. 李佳妮,王云峰. 传感器与微系统. 2017(07)
[8]肌肉、骨骼与骨质疏松专家共识[J]. 黄宏兴,吴青,李跃华,郝永强,史晓林,孔西建,梁祖建,陈超,李颖,万雷,王凡,毕晓蕾,刘忠厚. 中国骨质疏松杂志. 2016(10)
[9]老年人平衡功能的最新研究进展[J]. 杨慧平,吕强. 中国医学创新. 2016(29)
[10]基于电脑鼠实验平台的Dijstra算法和Floor-fill算法比较研究[J]. 薛盼为,王玉平,余鹰. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(04)
博士论文
[1]人体站立平衡系统建模与平衡能力评价方法研究[D]. 刘琨.燕山大学 2016
[2]支持向量技术及其应用研究[D]. 董宝玉.大连海事大学 2016
[3]不同状态下脑功能网络特性研究[D]. 薛绍伟.大连理工大学 2013
[4]基于视频的三维人体运动捕获方法研究[D]. 邱显杰.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2006
硕士论文
[1]基于协调运动想象的脑电信号识别研究[D]. 周莹.杭州电子科技大学 2019
[2]基于运动力学和生物电信号的人体平衡能力评估[D]. 严志华.杭州电子科技大学 2019
[3]基于视频分析的VR环境下人体平衡能力检测系统研究[D]. 吝文涛.西安理工大学 2018
[4]基于视觉和本体感觉阻断的人体静态平衡能力的评估研究[D]. 章琴.杭州电子科技大学 2016
[5]非线性系统辨识在人体动态平衡建模中的应用[D]. 薛瑞静.河北大学 2015
本文编号：3217403
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