×

研究人类单踏板安静姿势:通过急速动作表征控制。 (英语) Zbl 1431.92014年

小结:我们调查了人类单足安静站立时的平稳性。平滑度通过与脚运动相关的加速度或急速的时间变化率进行量化,可以被视为平衡过程控制程度的指示。为了更了解这一数量,我们想确定它是否可以建模为(平稳的)随机过程,以及,如果是这样,请研究它的时间缩放行为。具体来说,我们的研究集中于每只脚的压力中心(COP)的急速。数据是通过一个力板收集的,用于试图用一条腿(睁开眼睛)保持直立姿势的人。随机性的积极测试使我们能够将时间序列视为一个随机过程,鉴于此,我们将冲动视为与力实现的增量成正比。去渲染波动分析是探索缩放行为的主要工具。结果表明,冲动的中-侧和前-后成分都显示出持续和反持续的相关性,可以用分数高斯噪声在三个不同的时间尺度区域进行建模。最后,我们讨论了这些特征的某些可能含义,例如对脚部COP上的力进行基于冲动的控制。

MSC公司:

92立方厘米 生物力学
60华氏30 随机分析的应用(PDE等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 普列托,T.E。;Myklebact,J.B。;霍夫曼,R.G。;Lovett,E.G。;Myklebact,B.M.,《姿势稳定性的测量:健康年轻人和老年人之间的差异》,IEEE生物医学工程学报,43,9,956-966(1996)·doi:10.1109/10.532130
[2] 柯林斯,J.J。;De Luca,C.J.,姿势的开环和闭环控制:压力中心轨迹的随机行走分析,实验大脑研究,95,2308-318(1993)·doi:10.1007/bf00229788
[3] Delignieres,D。;德尚,T。;Legros,A。;Caillou,N.,非线性时间序列分析的方法论注释:Collins和de Luca(1993)的开环和闭环模型是统计假象吗?,运动行为杂志,35,1,86-96(2003)·网址:10.1080/00222890309602124
[4] Delignieres,D。;Torre,K。;Bernard,P.L.,姿势摆动中从持续到反持续相关性的转变表明基于速度的控制,《公共科学图书馆·计算生物学》,第7期,第2期(2011年)·doi:10.1371/journal.pcbi.1001089
[5] 基韦利多,A。;R.T.港。;Stuberg,W.A。;Sun,J。;Stergiou,N.,评估坐姿控制发展的压力中心测量的可靠性,《物理医学与康复档案》,90,7,1176-1184(2009)·doi:10.1016/j.apmr.2009.01.031
[6] Richman,J.S。;Moorman,J.R.,使用近似熵和样本熵进行生理时间序列分析,美国生理学杂志-心脏和循环生理学,278,6,H2039-H2049(2000)·doi:10.1152/ajpheart.2000.278.6.h2039
[7] Ramdani,S。;赛格尔,B。;拉加德,J。;Bouchara,F。;Bernard,P.L.,《关于使用样本熵分析人体姿势摆动数据》,医学工程与物理,31,8,1023-1031(2009)·doi:10.1016/j.medengphy.2009.06.004
[8] 巴兹奎兹,麻省理工学院。;安吉亚诺亚,M。;de Saavedra,F.A。;Lallena,A.M。;Carpena,P.,《利用非趋势波动分析表征人体姿势控制系统》,《计算与应用数学杂志》,2831478-1482(2010)·Zbl 1181.92006年
[9] 多尔蒂,C。;布莱克利,C。;赫特尔,J。;考尔菲尔德,B。;Ryan,J。;Delahunt,E.,急性外侧踝关节扭伤后单肢站立期间的姿势控制策略,临床生物力学,29,6,643-649(2014)·doi:10.1016/j.clinbiomech.2014.04.012
[10] Gilfriche,P。;Deschodt-Arsac,V。;Blons,大肠杆菌。;Arsac,L.M.,姿势控制策略的特定频率分形分析,《生理学前沿》,9,293(2018)·doi:10.3389/fphys.2018.01566
[11] 帕雷拉,R.B。;波尔,M.C。;拉贝洛,L。;科斯塔,V.d.S.P。;de Oliveira,E。;da Silva,R.A.,单腿站立时压力中心测量值的年龄相关差异具有时间依赖性,《应用生物力学杂志》,29,3,312-316(2013)·doi:10.1123/jab.29.3.312
[12] 奥伯格,A.C。;Thorstensson,A。;塔拉索娃,O。;Halvorsen,K.,《窄腿和单腿站立健康老年人平衡控制机制的计算:可靠性研究》,步态与姿势,34,3,352-357(2011)·doi:10.1016/j.gaitpost.2011.05.025
[13] Goldberg,A。;Casby,A。;Wasielewski,M.,《老年人单腿站立时间的最小可检测变化》,步态与姿势,33,4,737-739(2011)·doi:10.1016/j.gaitpost.2011.02.020
[14] 王,Z。;Molenaar,P.C.M。;Challis,J.H。;约旦,K。;Newell,K.M.,《单腿站立的视觉信息和多关节协调模式》,步态和姿势,39,3,909-914(2014)·doi:10.1016/j.gaitpost.2013.11.017
[15] 斯普林格,学士。;马林·R。;Cyhan,T。;罗伯茨,H。;Gill,N.W.,睁眼和闭眼单足站立试验的标准值,《老年物理治疗杂志》,30,1,8-15(2007)·doi:10.1519/00139143-200704000-00003
[16] Golomer,E。;Dupui,P。;Bessou,P.,健康和受伤运动员动态平衡的频谱分析,《国际生理学档案》,生物芯片和生物物理,102,3,225-229(1994)·doi:10.10109/138133459409007543
[17] E.A.Hurvitz。;理查德森,J.K。;R.A.沃纳。;Ruhl,A.M。;Dixon,M.R.,《作为老年门诊患者跌倒风险指标的单足站立测试》,《物理医学与康复档案》,81,55887-591(2000)·doi:10.1016/s0003-9993(00)90039-x
[18] 丁格南,B。;马尔法特,B。;Nijs,S.,《单腿站立时的姿势稳定性:非接触性下肢损伤风险的初步评估》,《矫形与运动物理治疗杂志》,46,8,650-657(2016)·doi:10.2519/josp.2016.6278
[19] Drusini,A.G。;Eleazer,G.P。;Caiazzo,M.,意大利东北部社区老年人单腿站立平衡和功能状态,老龄化临床和实验研究,14,42-46(2002)·doi:10.1007/bf03324416
[20] 阿德勒顿,A.K。;莫里茨,美国。;Moe-Nilssen,R.,评估肌肉疲劳对单腿站立姿势控制影响的钳板和加速计测量,国际理疗研究,8,4,187-199(2003)
[21] 特罗普,H。;Odenrick,P.,单肢站立的姿势控制,《矫形研究杂志》,6,6,833-839(1988)·doi:10.1002/jor.1100060607
[22] 琼森,E。;塞格尔,奥兰多。;Hirschfeld,H.,健康年轻人和老年人的单腿站立:姿势稳定性的测量?,临床生物力学,19,7,688-694(2004)·doi:10.1016/j.clinbiomech.2004.04.002
[23] Priestly,M.B.,《谱分析与时间序列》,1-2(1982),英国伦敦:学术出版社,英国伦敦
[24] 迈尔斯,S.A。;Stergiou,N.,《代孕,人类运动可变性的非线性分析》(2016),佛罗里达州博卡拉顿,美国:CRC出版社,佛罗里达州波卡拉顿
[25] 卡罗尔,J.P。;Freedman,W.,姿势摆动的非平稳特性,生物力学杂志,26,4-5,409-416(1993)·doi:10.1016/0021-9290(93)90004-x
[26] Sprott,J.C.,《混沌与时间序列分析》(2003),英国牛津:牛津大学出版社,英国牛津·Zbl 1012.37001号
[27] 柯林斯,J.J。;De Luca,C.J.,《安静站立时的随机行走》,《物理评论快报》,第73、5、764-767页(1994年)·doi:10.1103/physrevlett.73.764
[28] 彭成凯。;Buldyrev,S.V。;哈夫林,S。;西蒙斯,M。;斯坦利,H.E。;Goldberger,A.L.,dna核苷酸的镶嵌组织,《物理评论》E,49,2,1685-1689(1994)·doi:10.1103/physreve.49.1685
[29] Peng,C.K。;哈夫林,S。;斯坦利,H.E。;Goldberger,A.L.,非平稳心跳时间序列中标度指数和交叉现象的量化,混沌,5,12,82-87(1995)·数字对象标识代码:10.1063/116141
[30] Balasubramanian,S。;Melendez-Calderon,A。;罗比·布拉姆(Roby-Bram),A。;Burdet,E.,《关于运动平稳性的分析》,《神经工程与康复杂志》,12,1(2015)·doi:10.1186/s12984-015-0090-9
[31] 卢,B.L。;Huryn,T.P。;范德卢斯,H.F.M。;克罗夫特,E.A。;Blouin,J.-S.,《人体站立平衡控制研究中机器人平衡系统的验证》,IEEE神经系统与康复工程学报,19,4,382-390(2011)·doi:10.1109/tnsre.2011.2140332
[32] 贾卡斯,G。;Stergiou,N.,功率谱分析和过滤,人类运动的创新分析(2004),伊利诺伊州香槟市,美国:人类动力学,伊利诺伊州香槟,美国
[33] McGrath,D。;Stergiou,N.,《分形,人类运动可变性的非线性分析》(2016),佛罗里达州博卡拉顿,美国:CRC出版社,佛罗里达州波卡拉顿
[34] Nathaniel,H。;Stergiou,N.,自相关函数、互信息和关联维,《人类运动可变性的非线性分析》(2016),佛罗里达州博卡拉顿,美国:CRC出版社,佛罗里达州波卡拉顿
[35] 克莱尔,J.D。;Chan,K.-S.,《时间序列分析:在R中的应用》(2008),美国纽约州纽约市:美国纽约州斯普林格·Zbl 1137.62366号
[36] Hamilton,J.,《时间序列分析》(1994),美国新泽西州普林斯顿:美国新泽西普林斯顿大学出版社·Zbl 0831.62061号
[37] Goliñska,A.K.,《生物医学信号处理中的Detrended涨落分析:精选示例》,《逻辑、语法和修辞研究》,29,42,107-115(2012)
[38] Welch,P.,《使用快速傅里叶变换估算功率谱:基于短修改周期图时间平均的方法》,IEEE音频和电声学学报,15,2,70-73(1967)·doi:10.1109/tau.1967.1161901
[39] Brockwell,P.J。;Davis,R.A.,《时间序列:理论与方法》(1991年),美国纽约州纽约市:斯普林格·弗拉格,美国纽约市·Zbl 0709.62080号
[40] Dickey博士。;Fuller,W.A.,单位根自回归时间序列估计量的分布,美国统计协会杂志,74,366,427-431(1979)·Zbl 0413.62075号 ·doi:10.2307/2286348
[41] Fuller,W.A.,《统计时间序列导论》(1996),美国纽约州纽约市:John Wiley&Sons Inc.,美国纽约市·Zbl 0851.62057号
[42] 计量经济学工具箱:增强的Dickey-Fuller测试-MATLAB adftest,MathWorks
[43] Box,G.E.P.公司。;詹金斯,G.M。;Reinsel,G.C.,《时间序列分析、预测和控制》(1994年),美国纽约州纽约市:普伦蒂斯·霍尔,美国纽约市·Zbl 0858.62072号
[44] 菲利普斯,P.C.B。;Perron,P.,《时间序列回归中单位根的测试》,《生物统计学》,75,2,335-346(1988)·兹比尔0644.62094 ·doi:10.1093/biomet/75.2.335
[45] 格拉斯伯格,P。;Proccacia,I.,《测量奇怪吸引子的奇异性》,《物理D:非线性现象》,9,1-2,189-208(1983)·Zbl 0593.58024号 ·doi:10.1016/0167-2789(83)90298-1
[46] 阿巴内尔,H.D.I。;布朗,R。;西多罗维奇,J.J。;Tsimring,L.S.,《物理系统中观测到的混沌数据的分析》,《现代物理学评论》,65,4,1331-1392(1993)·doi:10.1103/revmodphys.65.1331
[47] Kugiumtzis,D。;Tsimpiris,A.,时间序列工具包(MATS)的分析度量,《统计软件杂志》(2010)
[48] Prichard,D.,不同数据的关联维数,《物理快报》A,191,3-4,245-250(1994)·doi:10.1016/0375-9601(94)90134-1
[49] Chen,W。;庄,J。;于伟(Yu,W.)。;Wang,Z.,使用FuzzyEn、ApEn和SampEn测量复杂性,医学工程与物理,31,1,61-68(2009)·doi:10.1016/j.medengphy.2008.04.005
[50] Grassberger,P.,《Grassberger-Proccia算法》,《学术期刊》,第2期,第5期,第3043页(2007年)·doi:10.4249/学术期刊3043
[51] Goldberger,A.L。;洛杉矶阿马拉。;Glass,L.,PhysioBank、PhysioToolkit和PhysioNet,《循环》,101,23,E215-E220(2000)·doi:10.1161/01.cir.101.23.e215
[52] 尤金·斯坦利,H.,《相变和临界现象导论》(1971),英国牛津:牛津科学出版社,英国牛津
[53] 曼德尔布罗特,B.B。;van Ness,J.W.,分数布朗运动,分数噪声和应用,SIAM评论,10,4,422-437(1968)·Zbl 0179.47801号 ·数字对象标识代码:10.1137/1010093
[54] Feder,J.,Fractals(1988),美国纽约州纽约市:Plenum Publishing Corporation,美国纽约市·Zbl 0648.28006号
[55] Mandelbrot,B.B.,《多重分形与1/f噪声》(1999),美国纽约州纽约市·Zbl 0956.28005号
[56] 胡克。;Ivanov,P.Ch。;Chen,Z。;Carpena,P。;Stanley,H.E.,趋势对去趋势波动分析的影响,物理评论。E、 统计、非线性和软物质物理学,64(2001)
[57] Borg,F.,《随机行走与平衡》,Arkhimedes(赫尔辛基-赫尔辛福斯),第4期,第19-28页(2003年)·Zbl 1239.92008号
[58] 杜阿尔特,M。;Zatsiorsky,V.M.,《论自然人站立的分形特性》,《神经科学快报》,283,3173-176(2000)·doi:10.1016/s0304-3940(00)00960-5
[59] Parry,G.J.,Guillain-Barre综合征(2007),美国纽约州纽约市:Demos Medical Publishing,美国纽约市
[60] Liebovitch,L.S。;Yang,W.,生物系统中从持续相关性到反持续相关性的转变,《物理评论》E,56,4,4557-4566(1997)·doi:10.1103/physreve.56.4557
[61] Zatsiorsky,V.M。;Duarte,M.,《安静站立时的漫步和颤抖》,《电机控制》,第4期,第2期,第185-200页(2000年)·doi:10.1123/mcj.4.2.185
[62] Kugiumtzis,D。,http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/27561-measures-of-analysis-of-timeseries-toolkit-mats(网址:http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/27561-measysis-of-timeseries-toolkit-mats)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。