A Deep Learning Framework for Assessing Physical Rehabilitation Exercises

深度学习 自编码 计算机科学 人工智能 康复 机器学习 人工神经网络 稳健性(进化) 公制(单位) 工程类 医学 物理疗法 运营管理 生物化学 基因 化学
作者
Yalin Liao,Aleksandar Vakanski,Min Xian
出处
期刊:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:28 (2): 468-477 被引量:161
标识
DOI:10.1109/tnsre.2020.2966249
摘要

Computer-aided assessment of physical rehabilitation entails evaluation of patient performance in completing prescribed rehabilitation exercises, based on processing movement data captured with a sensory system. Despite the essential role of rehabilitation assessment toward improved patient outcomes and reduced healthcare costs, existing approaches lack versatility, robustness, and practical relevance. In this paper, we propose a deep learning-based framework for automated assessment of the quality of physical rehabilitation exercises. The main components of the framework are metrics for quantifying movement performance, scoring functions for mapping the performance metrics into numerical scores of movement quality, and deep neural network models for generating quality scores of input movements via supervised learning. The proposed performance metric is defined based on the log-likelihood of a Gaussian mixture model, and encodes low-dimensional data representation obtained with a deep autoencoder network. The proposed deep spatio-temporal neural network arranges data into temporal pyramids, and exploits the spatial characteristics of human movements by using sub-networks to process joint displacements of individual body parts. The presented framework is validated using a dataset of ten rehabilitation exercises. The significance of this work is that it is the first that implements deep neural networks for assessment of rehabilitation performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小卢发布了新的文献求助10
1秒前
张嘉伟发布了新的文献求助10
1秒前
天真的大象完成签到,获得积分10
1秒前
李华发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
汉堡包应助72采纳,获得10
3秒前
3秒前
啾咪完成签到,获得积分20
4秒前
Jiaxing完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
zxs关闭了zxs文献求助
5秒前
ultraviolet发布了新的文献求助10
6秒前
忆夕发布了新的文献求助10
7秒前
英俊的铭应助心落失采纳,获得10
7秒前
徐徐发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
江宜完成签到 ,获得积分10
8秒前
Jiaxing发布了新的文献求助10
8秒前
着急的小蘑菇完成签到,获得积分10
8秒前
赘婿应助ttkx采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助化学兔八哥采纳,获得10
9秒前
高贵土豆发布了新的文献求助10
9秒前
vv发布了新的文献求助10
11秒前
搞怪怀柔发布了新的文献求助10
12秒前
雪白雪糕发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
跳跃的指甲油完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
杨先生完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
喻盐完成签到 ,获得积分10
15秒前
坦率的文龙完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
大蒜味酸奶钊完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
安详可燕完成签到,获得积分20
17秒前
James完成签到,获得积分10
18秒前
星空点点完成签到 ,获得积分10
18秒前
顾矜应助Blues汪采纳,获得10
18秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
Interpretation of Mass Spectra, Fourth Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3951532
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3496928
关于积分的说明 11085323
捐赠科研通 3227364
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1784413
邀请新用户注册赠送积分活动 868444
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801139