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 生物化学 化学 运营管理 基因
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
刚刚
zsyhcl发布了新的文献求助10
1秒前
李键刚完成签到,获得积分10
3秒前
绣冬发布了新的文献求助10
3秒前
大模型应助我是张铁柱·采纳,获得10
5秒前
5秒前
聪明伊发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
浮游应助HY采纳,获得10
9秒前
Murmansk发布了新的文献求助10
10秒前
Orange应助inin采纳,获得10
11秒前
wu发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
情怀应助着急的清采纳,获得10
13秒前
韩威发布了新的文献求助30
14秒前
星辰大海应助舒适的若云采纳,获得10
15秒前
15秒前
666发布了新的文献求助10
16秒前
桐桐应助Murmansk采纳,获得10
17秒前
19秒前
husiqi_547完成签到 ,获得积分10
19秒前
dara997发布了新的文献求助10
20秒前
我是张铁柱·完成签到,获得积分10
20秒前
andre20完成签到 ,获得积分10
21秒前
SH完成签到,获得积分10
23秒前
轻狂书生发布了新的文献求助10
23秒前
吐尔洪完成签到,获得积分20
23秒前
24秒前
韩威完成签到,获得积分20
24秒前
鹭怡完成签到 ,获得积分10
24秒前
兮豫完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
没有稗子完成签到 ,获得积分10
27秒前
英俊的铭应助666采纳,获得10
27秒前
科研通AI6应助dara997采纳,获得10
28秒前
共享精神应助ddd采纳,获得10
28秒前
29秒前
领导范儿应助Taylor采纳,获得10
29秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
Comparing natural with chemical additive production 500
Machine Learning in Chemistry 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
Refractory Castable Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5203698
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4383107
关于积分的说明 13648087
捐赠科研通 4240691
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2326584
邀请新用户注册赠送积分活动 1324220
关于科研通互助平台的介绍 1276296