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A new active rehabilitation training mode for upper limbs based on Tai Chi Pushing Hands

Biomimetic Intelligence & Robotics 2024年第3期4卷 82-92页

作者： xiangpan li liaoyuan li Jianhai Han Bingjing Guo Ganqin Du School of Mechatronics Engineering Henan University of Science and TechnologyLuoyang 471003China Henan Provincial Key Laboratory of Robotics and Intelligent Systems Luoyang 471003China School of Automotive Engineering Hubei University of Automotive TechnologyShiyan 442002China Hubei Key Laboratory of Automotive Power Train and Electronic Control Shiyan 442002China The First Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology Luoyang 471003China

Robot-assisted rehabilitation is a crucial approach to restoring motor function in the ***,the current training trajectory lacks sufficient theoretical or practical support,and the monotony of single-mode training is a *** Chi Pushing Hands,a beneficial and effective daily exercise,has been shown to improve balance function,psychological state,and motor function of the upper extremities in patients recovering from *** address these issues,we propose a new active rehabilitation training that incorporates Tai Chi Pushing Hands movements and yin-yang balance *** training trajectory and direction are encoded by the velocity field and consist of two processes:yang(push)and yin(return).During yang,the limb actively pushes the robot to move,while during yin,the limb actively follows the robot’s *** provide necessary assistance,an admittance controller with self-adaptive parameters is *** addition,we introduce two indexes,the‘Intention Angle’(ϖ)and the time ratio(Γ),to evaluate motion perception *** experiment was conducted on a 4-degree-of-freedom upper limb rehabilitation robot platform,and the subjects were separated into a familiar group and an unfamiliar *** experiment results show that the training could be completed well no matter whether the subject is familiar with Tai Chi Pushing Hands or *** parameters and the movement of the robot can be adjusted based on the interactive force to adapt to the ability of the subject.

关键词： Tai Chi Push Hands Velocity field Self-adaptive admittance Upper limb rehabilitation Active training

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Prioritization of risk genes in colorectal cancer by integrative analysis of multi-omics data and gene networks

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Science China(life Sciences) 2024年第1期67卷 132-148页

作者： Ming Zhang Xiaoyang Wang Nan Yang Xu Zhu Zequn Lu Yimin Cai Bin li Ying Zhu xiangpan li Yongchang Wei Shaokai Zhang Jianbo Tian Xiaoping Miao Department of Epidemiology and Biostatistics School of Public HealthDepartment of Gastrointestinal OncologyZhongnan Hospital of Wuhan UniversityDepartment of Radiation OncologyRenmin Hospital of Wuhan UniversityTaiKang Center for Life and Medical SciencesWuhan UniversityWuhan 430071China Research Center of Public Health Renmin hospital of Wuhan UniversityWuhan UniversityWuhan 430060China Department of Cancer Epidemiology The Affiliated Cancer Hospital of Zhengzhou University&Henan Cancer HospitalHenan Engineering Research Center of Cancer Prevention and ControlHenan International Joint Laboratory of Cancer PreventionZhengzhou 450008China Department of Gastrointestinal Surgery Renmin Hospital of Wuhan UniversityWuhan 430060China Department of Radiation Oncology Renmin Hospital of Wuhan UniversityWuhan 430060China Department of Gastrointestinal Oncology Hubei Cancer Clinical Study CenterZhongnan Hospital of Wuhan UniversityWuhan 430062China Department of Epidemiology and Biostatistics School of Public HealthTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430073China Jiangsu Collaborative Innovation Center for Cancer Personalized Medicine Nanjing Medical UniversityNanjing 211166China

Genome-wide association studies(GWASs)have identified over 140 colorectal cancer(CRC)-associated loci;however,target genes at the majority of loci and underlying molecular mechanisms are poorly ***,we utilized a Bayesian approach,integrative risk gene selector(iRIGS),to prioritize risk genes at CRC GWAS loci by integrating multi-omics *** a result,a total of 105 high-confidence risk genes(HRGs)were identified,which exhibited strong gene dependencies for CRC and enrichment in the biological processes implicated in *** the 105 HRGs,CEBPB,located at the 20q13.13 locus,acted as a transcription factor playing critical roles in *** subsequent assays indicated the tumor promoter function of CEBPB that facilitated CRC cell proliferation by regulating multiple oncogenic pathways such as MAPK,PI3K-Akt,and Ras ***,by integrating a fine-mapping analysis and three independent case-control studies in Chinese populations consisting of 8,039 cases and 12,775 controls,we elucidated that rs1810503,a putative functional variant regulating CEBPB,was associated with CRC risk(OR=0.90,95%CI=0.86–0.93,P=1.07×10^(−7)).The association between rs1810503 and CRC risk was further validated in three additional multi-ancestry populations consisting of 24,254 cases and 58,741 ***,the rs1810503 A to T allele change weakened the enhancer activity in an allele-specific manner to decrease CEBPB expression via longrange promoter-enhancer interactions,mediated by the transcription factor,REST,and thus decreased CRC *** summary,our study provides a genetic resource and a generalizable strategy for CRC etiology investigation,and highlights the biological implications of CEBPB in CRC tumorigenesis,shedding new light on the etiology of CRC.

关键词： susceptibility genes gene screening models multi-omics GWAS CEBPB long-range promoter-enhancer interactions

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LTE中增强视频业务QoS的时延感知调度算法

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西安电子科技大学学报 2015年第2期42卷 140-145页

作者：杨鹏李祥攀刘豆工业和信息化部电信研究院北京100191 重庆邮电大学宽带泛在接入技术研究所重庆400065

提出了一种改善视频业务流性能的分组调度算法,综合考虑了队列中分组丢失的数量和分组时延信息,动态地调整用户的优先级,以达到降低系统丢包率和最大化系统吞吐量的目的.仿真结果表明,与当前典型的分组调度算法相比,所提出的算法能够较... 详细信息

提出了一种改善视频业务流性能的分组调度算法,综合考虑了队列中分组丢失的数量和分组时延信息,动态地调整用户的优先级,以达到降低系统丢包率和最大化系统吞吐量的目的.仿真结果表明,与当前典型的分组调度算法相比,所提出的算法能够较大幅度地改善丢包率、公平性、吞吐量等方面的性能.

关键词：长期演进分组调度服务质量时延

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非转移性非小细胞肺癌患者慢阻肺相关死亡率及其危险因素

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中华健康管理学杂志 2024年第10期18卷 754-760页

作者：贾国华李祥攀武汉大学人民医院肿瘤中心武汉430060 武汉大学人民医院放疗科武汉430060

目的探索非转移性非小细胞肺癌(NSCLC)患者慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)相关死亡率及其危险因素。方法本研究为回顾性队列研究,纳入美国“监测、流行病学和最终结果”(SEER)数据库中2010—2019年间确诊的非转移性NSCLC患者,其中队列1入组18... 详细信息

目的探索非转移性非小细胞肺癌(NSCLC)患者慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)相关死亡率及其危险因素。方法本研究为回顾性队列研究,纳入美国“监测、流行病学和最终结果”(SEER)数据库中2010—2019年间确诊的非转移性NSCLC患者,其中队列1入组18~<80岁患者89621例,用于计算慢阻肺相关死亡率;队列2在队列1基础上纳入60~<80岁患者71949例,通过竞争风险模型分析慢阻肺相关死亡的危险因素。结果非转移性NSCLC患者慢阻肺相关死亡率为2.86%,慢阻肺相关死亡率随年龄增长而升高,60~<80岁患者的慢阻肺相关死亡率为3.24%,占全年龄段慢阻肺相关死亡人数的90.9%。在单因素竞争风险模型中,高龄、男性、白种人、鳞癌、淋巴结转移阴性、未行手术治疗、放疗、未行化疗、低收入人群、单身是发生慢阻肺相关死亡的危险因素。多因素竞争风险模型显示高龄(70~74岁:HR=1.24,95%CI:1.09~1.42;75~79岁:HR=1.23,95%CI:1.07~1.41)、鳞癌(HR=1.75,95%CI:1.60~1.92)、放疗(HR=1.58,95%CI:1.41~1.70)是慢阻肺相关死亡的独立危险因素(均P<0.05)。结论非转移性NSCLC患者慢阻肺相关死亡率较高,高龄、鳞癌和放疗是其主要危险因素。

关键词：肺疾病,慢性阻塞性肺肿瘤癌,非小细胞肺危险因素死亡率非肿瘤死亡生存

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基于多视角RGB-D图像帧数据融合的室内场景理解

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计算机研究与发展 2020年第6期57卷 1218-1226页

作者：李祥攀张彪孙凤池刘杰南开大学计算机学院天津300750 南开大学软件学院天津300750 南开大学人工智能学院天津300750

对于智能机器人来说,正确地理解环境是一项非常重要且充满挑战性的能力,从而成为机器人学领域一个关键问题.随着服务机器人进入家庭成为趋势,让机器人能够依靠自身搭载的传感器和场景理解算法,以自主、可靠的方式感知并理解其所处的环境... 详细信息

对于智能机器人来说,正确地理解环境是一项非常重要且充满挑战性的能力,从而成为机器人学领域一个关键问题.随着服务机器人进入家庭成为趋势,让机器人能够依靠自身搭载的传感器和场景理解算法,以自主、可靠的方式感知并理解其所处的环境,识别环境中的各类物体及其相互关系,并建立环境模型,成为自主完成任务和实现人机器人智能交互的前提.在规模较大的室内空间中,由于机器人常用的RGB-D(RGB depth)视觉传感器(同时获取彩色图像和深度信息)视野有限,使之难以直接获取包含整个区域的单帧图像,但机器人能够运动到不同位置,采集多种视角的图像数据,这些数据总体上能够覆盖整个场景.在此背景下,提出了基于多视角RGB-D图像帧信息融合的室内场景理解算法,在单帧RGB-D图像上进行物体检测和物体关系提取,在多帧RGB-D图像上进行物体实例检测,同时构建对应整个场景的物体关系拓扑图模型.通过对RGB-D图像帧进行划分,提取图像单元的颜色直方图特征,并提出基于最长公共子序列的跨帧物体实例检测方法,确定多帧图像之间的物体对应关联,解决了RGB-D摄像机视角变化影响图像帧融合的问题.最后,在NYUv2(NYU depth dataset v2)数据集上验证了本文算法的有效性.

关键词：物体检测物体实例检测 RGB-D图像物体关系拓扑图场景理解

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上肢康复训练轨迹定制优化及柔顺跟踪控制

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工程科学与技术 2023年第2期55卷 194-203页

作者：李辽远韩建海李向攀郭冰菁杜敢琴河南科技大学机电工程学院洛阳河南471003 机器人及智能系统河南省重点实验室洛阳河南471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心洛阳河南471003 河南科技大学第一附属医院神经内科洛阳河南471003

卒中后早期的被动康复训练可以促进患者脑神经重塑甚至重获肢体运动能力。多数上肢康复机器人中,只将参数化规则曲线作为被动训练的轨迹,没能融合康复医师的经验及患者的个体特征,缺乏3维个性轨迹的光滑优化;此外,训练过程中的安全柔顺... 详细信息

卒中后早期的被动康复训练可以促进患者脑神经重塑甚至重获肢体运动能力。多数上肢康复机器人中,只将参数化规则曲线作为被动训练的轨迹,没能融合康复医师的经验及患者的个体特征,缺乏3维个性轨迹的光滑优化;此外,训练过程中的安全柔顺交互的问题未得到解决。针对以上问题,本文基于新型末端牵引式3自由度上肢康复机器人开展轨迹个性化定制优化以及跟踪控制研究。首先,在笛卡尔空间应用导纳算法及力补偿策略实现理疗师对轨迹的定制。然后,用道格拉斯–普克法压缩原始轨迹数据得到型值点,保留初始轨迹的拓扑形状。接下来,用非均匀有理B样条曲线(non-uniform rational b–spline,NURBS)进行插值,并融合动态切换概率和t变异改进蝴蝶优化算法(butterfly optimization algorithm,BOA)优化拟合的轨迹。最后,设计基于径向基(radial basis function,RBF)神经网络的滑模自适应以及速度前馈加比例–积分–微分(proportional–integral–derivative,PID)的控制策略实现末端轨迹跟踪,并增加导纳–阻抗控制形成基于力阈值的多模式柔顺跟踪控制,保证人机交互力较大时患者的安全。结果表明:定制机器人末端轨迹的拖动力在5 N以内;改进的BOA算法具有更高的收敛速度和精度,优化的轨迹曲率和更小;轨迹跟踪控制策略可以将跟踪误差控制在6 mm内;模式切换在0.3 s内响应,能顺应较大交互力,从而提高训练的安全性。

关键词：上肢康复蝴蝶优化算法轨迹定制轨迹优化轨迹跟踪控制

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光子放疗剂量计算的确定论方法

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中华放射肿瘤学杂志 2023年第4期32卷 375-378页

作者：宋洪兵杨雄李祥攀武汉大学人民医院放疗科武汉430060

确定论方法是一种计算精度高、速度快的基于光子-电子耦合输运求解的数值计算方法,近年来在光子放疗剂量计算中得到了广泛应用,然而该方法被引入放疗领域的时间较短,国内学者对其研究较少,对其特性缺乏全面的了解。本文对确定论方法的... 详细信息

确定论方法是一种计算精度高、速度快的基于光子-电子耦合输运求解的数值计算方法,近年来在光子放疗剂量计算中得到了广泛应用,然而该方法被引入放疗领域的时间较短,国内学者对其研究较少,对其特性缺乏全面的了解。本文对确定论方法的原理、发展现状及其临床应用进行综述,为相关研究的开展提供参考。

关键词：确定论方法剂量计算光子放射疗法

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瑞芬太尼联合丙泊酚用于妇科腹腔镜手术中的麻醉效果观察

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中国基层医药 2019年第10期26卷 1242-1245页

作者：李祥攀曲靖市妇幼保健院麻醉科云南省655000

目的研究瑞芬太尼复合丙泊酚靶控输注在妇科腹腔镜手术麻醉中的效果。方法研究对象选自曲靖市妇幼保健院2016年8月至2018年8月收治的132例需要进行妇科腹腔镜患者,将所选患者按照简单随机化原则分为两组,观察组66例,实施瑞芬太尼复合丙... 详细信息

目的研究瑞芬太尼复合丙泊酚靶控输注在妇科腹腔镜手术麻醉中的效果。方法研究对象选自曲靖市妇幼保健院2016年8月至2018年8月收治的132例需要进行妇科腹腔镜患者,将所选患者按照简单随机化原则分为两组,观察组66例,实施瑞芬太尼复合丙泊酚靶控输注的措施进行麻醉对照组66例,实施芬太尼静脉复合麻醉的措施。观察两组患者的临床应用效果。结果观察组患者麻醉起效时间(1.3±0.3)min,清醒时间(5.2±1.5)min,麻醉恢复时间(19.6±5.3)min,使用镇痛药时间(23.6±3.5)min,均短于对照组的(3.1±0.6)min,(5.0±3.5)min,(4.06±4.8)min,(48.3±4.4)min(t=12.742、15.102、11.265、12.354,均P<0.05);且在进行手术治疗过程中观察组患者血流动力学插管后1 min、气腹10 min、手术治疗30 min、手术完成后30 min时的心率、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)分别为(82.38±7.45)次/min、(85.65±8.54)次/min、(77.58±8.65)次/min、(80.12±7.77)次/min;SBP:(136.25±20.14)mmHg、(140.36±18.02)mmHg、(129.14±15.24)mmHg、(131.25±16.19)mmHg,DP:(986.45±11.02)mmHg、(86.59±10.11)mmHg、(80.17±8.29)mmHg、(82.52±8.17)mmHg,均优于对照组的(88.14±10.01)次/min、(95.36±8.48)次/min、(86.58±7.33)次/min、(87.48±8.47)次/min,SBP:(140.28±21.57)mmHg、(144.59±21.35)mmHg、(137.33±18.47)mmHg、(136.25±18.47)mmHg,DP:(90.0±10.14)mmHg、(90.25±11.24)mmHg、(84.25±10.14)mmHg、(82.55±8.84)mmHg(F=1.320、1.245、1.365,均P<0.05)。结论对于进行妇科腹腔镜手术的患者进行麻醉时选用瑞芬太尼复合丙泊酚靶控输注的措施,有助于增强麻醉效果,并且药效持续时间短,有利于保证手术质量,值得在临床上推广使用。

关键词：瑞芬太尼丙泊酚妇科外科手术腹腔镜检查麻醉

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速度场与意图角双重变导纳主动康复训练策略研究

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西安交通大学学报 2023年第7期57卷 9-19页

作者：李辽远韩建海李向攀郭冰菁杜敢琴王新杰河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 机器人及智能系统河南省重点实验室河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003 河南科技大学第一附属医院河南洛阳471003 郑州轻工业大学机电工程学院郑州450002

针对主动康复训练中出现训练懈怠、控制器和训练表现表征指标复杂、训练任务不能动态调整的问题,提出基于速度场与意图角的双重变导纳控制策略。在期望轨迹周围设计速度场后基于双曲正切函数将患者主动力映射到导纳参数中,设计变导纳控... 详细信息

针对主动康复训练中出现训练懈怠、控制器和训练表现表征指标复杂、训练任务不能动态调整的问题,提出基于速度场与意图角的双重变导纳控制策略。在期望轨迹周围设计速度场后基于双曲正切函数将患者主动力映射到导纳参数中,设计变导纳控制器。只有患者施加主动力时,导纳控制才能输出机器人运动的驱动力,迫使患者主动参与。将末端交互力矢量与速度矢量的夹角定义为意图角,利用位于[0,π/2)内意图角出现的时间在单次训练时间中的占比γ表征患者的主动控制能力。训练中,根据上一轮的γ来修改导纳参数的上限值,从而改变训练任务的难易程度。在控制策略下进行了6轮训练,结果表明:提出的主动训练策略能够在患者施加主动力的情况下实现三维轨迹允许误差范围内的无时序跟踪训练;根据设计的表征指标,导纳参数可以从1100变为1200再变到1100,单轮的训练时间从45.6 s变为31.82 s再变回46.9 s,期间患者输出的主动力总和从892.2 N变为694.4 N再变到1014 N。训练策略可以根据表征指标来判断患者的主动训练能力并调整训练任务,可用于主动康复训练。

关键词：上肢康复速度场意图角变导纳主动训练

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理疗师交互下的下肢康复训练机器人个性化步态规划方法

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机器人 2018年第4期40卷 479-490,499页

作者：郭冰菁韩建海李向攀张彦斌尤爱民河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南省机器人与智能系统重点实验室河南洛阳471003 机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003 河南科技大学第一附属医院康复中心河南洛阳471003

针对偏瘫患者的个体差异及病况差异,提出了一种理疗师交互下的下肢康复训练机器人步态规划方法,在理疗师-减重悬吊式康复训练机器人-患者三者共存的复杂环境中,理疗师穿戴主控外骨骼直接行走实现步态时空参数规划,并融入理疗师的医学经... 详细信息

针对偏瘫患者的个体差异及病况差异,提出了一种理疗师交互下的下肢康复训练机器人步态规划方法,在理疗师-减重悬吊式康复训练机器人-患者三者共存的复杂环境中,理疗师穿戴主控外骨骼直接行走实现步态时空参数规划,并融入理疗师的医学经验及对患者的评估.首先,基于旋量理论建立运动学模型,实现理疗师空间与机器人空间的运动映射;然后,统一规划机器人关节运动轨迹、减重机构重心调整轨迹及跑步机步速.最后,通过理疗师步态参数的实时采集、运动映射实验及机器人轨迹跟踪实验,验证了步态时空规划方法的有效性.结果表明,髋、膝关节规划角度在人体关节活动范围内,速度变化平稳,关节轨迹规划和重心调整规划均符合人体行走的生理特性.理疗师的参与实现了渐进康复训练中的个性化步态规划.

关键词：人机交互下肢康复训练机器人步态时空规划运动映射旋量理论

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