استيفاء الأنشطة العصبية العضلية باستخدام تحليل المشي والتعلم العميق لأغراض إعادة التأهيل

الملخص

يعد تحليل المشية باستخدام تقنيات تتبع الحركة الحديثة بما في ذلك قياس المتغيرات الحركية طريقة مهمة في أبحاث وتطبيقات إعادة التأهيل. يعد التحفيز الكهربائي الوظيفي (FES) للمرضى المصابين بالشلل والأمراض الدماغية أحد أهم تطبيقات علم إعادة التأهيل. يتطلب التحفيز الفعال للعضلات معرفة مسبقة بحركة الأطراف ومشاركة العضلات في تنفيذ الحركات. في هذا البحث، نعمل على تتبع تغيرات زاوية الفخذ والساق أثناء مراحل المشي بناءً على حساسات التسارع والسرعة الزاوية، وتقدير زاوية الفخذ ومشتقاتها باستخدام مجموعة بيانات HuGaDB. تُستخدم هذه الميزات الثلاثة مع الشبكة العصبية ذات التغذية الأمامية (FNN) لتحديد نشاط عضلة الفخذ المستقيمة عن طريق التدريب المسبق للشبكة العصبية مع تحليل المشي كمدخلات والخرج هو الاشارة الكهربائية للعضلة (EMG) لنفس المريض والمدربة عليها مسبقاً. توضح النتائج قدرة FNN على إعادة اشارة EMG للعضلة المستقيمة لكل دورة مشي لنفس المريض بمتوسط ​​دقة يساوي 96٪ كتدريب و 92.5٪ اختبار. تقدم الطريقة المقترحة أداة جيدة لأنظمة FES، خاصة لمراحل رقمنة EMG.