高密度阵列式表面肌电检测脑卒中后神经肌肉病变的新探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61771444
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0125.医学信息检测与处理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The most common disability following stroke is a motor function dysfunction such as hemiparesis. Both neurogenic and myopathic alternations are likely to occur in paretic muscles post stroke. The mechanisms underlying the occurrence and recovery of these alternations remain unclear, which hinders development of improved therapeutic treatment for hemiparesis. It is of great importance to determine how a brain lesion affects motor unit survival and function for examination of possible neuromuscular alternations in paretic muscles. This proposal is designed to develop a series of noninvasive diagnostic approaches and markers for examining motor unit properties, with a specific application in revealing complex neuromuscular changes at the motor unit level and determining their degrees in paretic muscles after stroke, by taking advantage of both global and spatiotemporal information about muscle activities recorded from high-density surface electromyography (EMG). During the methodological development, several advanced signal processing techniques including EMG decomposition and EMG interference pattern analysis will be employed. Sensitivity analysis of the derived markers with respect to specific motor unit changes will also be performed based on a surface EMG simulation model. Machine learning for information fusion of multiple markers will be performed further to enhance the diagnostic power. In addition, longitudinal study will be conducted to demonstrate the feasibility of designing improved rehabilitation protocols based on the proposed approaches and markers. The research conducted in this proposal promotes the clinical application of high-density surface EMG examination, and helps to offer guidelines to the design of precise and individualized rehabilitation plans for patients with hemiparesis.
脑卒中后运动功能障碍的发生率很高,且偏瘫肌肉可能存在多种神经性或肌肉性的病变。这些病变的发生和恢复机制尚不明确,限制了偏瘫康复治疗水平的提高。判断偏瘫肌肉运动单位存活与功能状态对脑卒中后神经肌肉病变的检测非常关键。本课题旨在发挥高密度阵列式表面肌电可获取肌肉活动的全局信息和丰富的时空信息的优势,通过先进的信号处理技术包括肌电信号分解和肌电干扰相分析,提出一系列无创检测运动单位活动特性及其病变的方法和指标,并用于从运动单位层面揭示脑卒中后复杂的神经肌肉病变类型并检测其发生发展程度。在检测技术研究方面,课题拟结合肌电模型分析所提指标对各病因的敏感性,进一步采用机器学习融合多指标信息提高检测效力。此外,课题还将在临床开展纵向研究,验证所提指标用于指导偏瘫康复治疗的可行性。本课题的研究成果将促进阵列式表面肌电在脑卒中康复的临床应用,有助于为偏瘫患者制定高效精准的个性化治疗方案。

结项摘要

本课题采用高密度(High-density, HD)表面肌电(surface electromyogram, sEMG)电极阵列、sEMG干扰相时空频域分析、sEMG仿真、sEMG分解等先进的sEMG采集与处理技术,以脑卒中患者、健康成人为研究对象,对适用于临床的HD-sEMG柔性电极阵列设计和信号采集方案、从运动单位(motor unit, MU)层面实施HD-sEMG检测神经肌肉病变的方法、病变指标及其在脑卒中偏瘫康复的临床验证等问题开展了深入研究,取得了以下重要研究成果:(1)针对人体上肢骨骼肌大小不同形态各异的特性,研制了针对各个肌肉和肌群形状的特定形状、电极数量和排列方式的柔性电极阵列,并配置了能够同时采集肌电、二维力度信号及腕、五指关节角度等的一体化采集设备,实现对肌肉功能和特性的全面分析;(2)充分挖掘高密度表面肌电在MU层面神经肌肉病变的诊断效力,在多通道表面肌电空间滤波、干扰相分析、表面肌电分解、神经信息解码研究等方面提出了一系列适用于神经肌肉病变检测的方法,形成了多指标融合的诊断方法框架;(3)为探索临床脑卒中患者康复进程中神经肌肉病变的改善情况,设计针对脑卒中患者在康复治疗中的追踪监测并提供无创且客观有效的检测指标,揭示了卒中康复进程中相关病变改善过程的复杂性和多样性。本课题的研究成果能够反映脑卒中后神经肌肉病变的底层生理信息,揭示脑卒中运动功能障碍及康复机制;促进基于sEMG无创诊断技术的临床应用,帮助医师制定高效精准的个性化治疗方案,提高神经肌肉病变诊疗水平。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(1)
专利数量(3)
Decoding Muscle Force from Motor Unit Firings Using Encoder-Decoder Networks
使用编码器-解码器网络解码运动单元发射的肌肉力量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Tang Xiao;Zhang Xu;Chen Maoqi;Chen Xiang;Chen Xun
  • 通讯作者:
    Chen Xun
Quantitative Assessment of Traumatic Upper-Limb Peripheral Nerve Injuries Using Surface Electromyography
使用表面肌电图定量评估创伤性上肢周围神经损伤
  • DOI:
    10.3389/fbioe.2020.00795
  • 发表时间:
    2020-07-17
  • 期刊:
    FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Tang, Weidi;Zhang, Xu;Gao, Xiaoping
  • 通讯作者:
    Gao, Xiaoping
Decoding muscle force from individual motor unit activities using a twitch force model and hybrid neural networks
使用抽搐力模型和混合神经网络从单个运动单位活动中解码肌肉力
  • DOI:
    10.1016/j.bspc.2021.103297
  • 发表时间:
    2021-11-09
  • 期刊:
    BIOMEDICAL SIGNAL PROCESSING AND CONTROL
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Li, Xinhui;Zhang, Xu;Liu, Aiping
  • 通讯作者:
    Liu, Aiping
A Regression-Based Framework for Quantitative Assessment of Muscle Spasticity Using Combined EMG and Inertial Data From Wearable Sensors
基于回归的框架,使用来自可穿戴传感器的肌电图和惯性数据相结合来定量评估肌肉痉挛
  • DOI:
    10.3389/fnins.2019.00398
  • 发表时间:
    2019-05-03
  • 期刊:
    FRONTIERS IN NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Zhang, Xu;Tang, Xiao;Chen, Xun
  • 通讯作者:
    Chen, Xun
Automatic Implementation of Progressive FastICA Peel-Off for High Density Surface EMG Decomposition
自动实现高密度表面肌电分解的渐进式 FastICA 剥离
  • DOI:
    10.1109/tnsre.2017.2759664
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL SYSTEMS AND REHABILITATION ENGINEERING
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Chen, Maoqi;Zhang, Xu;Zhou, Ping
  • 通讯作者:
    Zhou, Ping

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Spatial characteristics and driving factors of global energy-related sulfur oxides emissions transferring via international trade
全球能源相关硫氧化物排放国际贸易转移的空间特征及驱动因素
  • DOI:
    10.1016/j.jenvman.2019.109370
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Environmental Management
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    钟章奇;张旭;鲍宗客
  • 通讯作者:
    鲍宗客
L型步行通道内行人转弯行为的实验分析与仿真
  • DOI:
    10.7498/aps.70.20210055
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武鑫森;岳昊;刘秋梅;张旭;邵春福
  • 通讯作者:
    邵春福
核桃隔开发利用的研究进展
  • DOI:
    10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.001
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    湖北农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张旭;曹丽娟;陈朝银;赵声兰;李进
  • 通讯作者:
    李进
输尿管脱细胞基质涂层诱导脂肪干细胞分化的研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn112330-20200402-00253
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中华泌尿外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鹏超;肖树伟;符伟军;张旭
  • 通讯作者:
    张旭
近景摄影测量中标识点自动检测
  • DOI:
    10.15988/j.cnki.1004-6941.2017.08.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    计量与测试技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏鹏;张旭
  • 通讯作者:
    张旭

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

张旭的其他基金

基于微观神经驱动信息解码的鲁棒自然肌电控制方法研究
  • 批准号:
    62271464
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于模式识别的肌电控制用于脑卒中上肢康复的研究
  • 批准号:
    61401421
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码