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Matlab三维步态分析系统(MPowerData)用于帕金森病数据的分析。

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简介:
ParthShah2, R.SahitiPudota1, MiadFaezipour1, Ph.D., JaniMacariPallis, Ph.D.1,来自布里奇波特大学(地址:221 University Avenue, Bridgeport, CT 066041),对matlab三维步态分析系统代码与帕金森氏病的原发性和继发性运动症状,以及与DREAM挑战数据集的相关性进行了研究。该系统旨在通过计算加速度、距离、步数和每步距离等指标,并分析信号能量(信号幅度的平方和),来评估帕金森氏病数字生物标记物DREAMChallenge在识别帕金森氏病的主要和次要运动症状方面的应用价值。在2016年初,Pallis和Faezipour在Bridgeport大学获得了启动资金,并与两名生物医学工程研究生开展合作研究。随后,这两位研究生发表了硕士论文,致力于开发一个智能手机数据收集应用程序,用于步态和跌倒检测[3],以及利用MATLAB进行数据分析,以实现跌倒检测[4]。作为该项目的一部分,研究团队曾对PhysioNet[5]数据集中的步态和跌倒数据进行了初步的考察(但未进行深入分析),并意识到所开发的Smart-Phone和MATLAB应用程序具备扩展潜力,可以用于进一步探索。

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  • Matlab代码-PowerData: 处理
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    本项目提供了一套基于MATLAB开发的三维步态分析系统代码,专注于帕金森病患者的运动数据分析与处理。 Matlab三维步态分析系统代码探讨了帕金森病原发性和继发性运动症状与DREAM挑战数据集的相关性,作者包括ParthShah、R.SahitiPudota、MiadFaezipour以及Ph.D.的JaniMacariPallis。2016年初,Bridgeport大学为这项研究提供了种子资金,并支持了两名生物医学工程研究生的研究工作。这些学生随后发表了他们的硕士论文,内容涉及创建用于步态和跌倒检测的智能手机数据收集应用及在MATLAB中使用分类方案分析该数据以进行跌倒预测。 作为该项目的一部分,小组检查了来自PhysioNet的数据集中的步态与跌倒情况,并意识到正在开发的应用程序可以进一步扩展到识别帕金森病的主要运动症状。计算加速度、距离、步数、每一步的距离以及信号能量(即信号幅度的平方和),这些数据用于确定如何利用帕金森氏病数字生物标记物DREAMChallenge来区分该疾病的原发性和继发性运动症状。
  • 检测研究:运识别患者情,并进一通过提供有效支持...
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    本研究聚焦于利用步态分析技术来诊断和监测帕金森病。通过对患者的行走模式进行详细的数据采集与分析,旨在开发一种精准有效的疾病识别方法,为临床治疗提供科学依据和支持。 对帕金森病(PD)患者与对照对象的步态分析显示了两者之间的差异。利用Phisonet提供的Gaitpdb数据库中的数据进行研究,在每只脚上使用8个传感器来计算垂直地面反作用力(VGRF)。通过应用7种统计函数,包括最小值、最大值、均值、中位数、标准差、偏度和峰度,将超过300万个元组压缩为310个元组。最终,利用各种机器学习技术(如逻辑回归、决策树、随机森林支持向量机(线性核函数)和支持向量机(RBF核函数)等)应用于转换后的数据集以实现帕金森病的检测。
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    帕金森病数据集包含患者的临床评估与运动测试结果,用于研究和开发辅助诊断及预测疾病进展的模型。 Parkinson数据集Parkinson数据集Parkinson数据集Parkinson数据集Parkinson数据集
  • 患者
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    本数据集专注于收集和整理帕金森病患者的医疗信息与生理指标,旨在支持医学研究、疾病预测模型开发及治疗方案优化。 帕金森患者数据包含有关帕金森病患者的详细信息。这些数据对于研究疾病的发展、治疗效果以及改善患者的生活质量至关重要。通过分析这些数据,研究人员能够更好地理解疾病的各个方面,并开发出更有效的治疗方法。
  • 诊断
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    帕金森病诊断数据集包含了用于识别和分析帕金森病特征的医疗记录及声音样本,旨在辅助科研人员开发精准诊断工具。 帕金森疾病是一种慢性进展性的神经系统疾病,主要影响大脑中的多巴胺神经元,导致运动障碍如震颤、僵直、动作缓慢及不自主的动作。该数据集为我们提供了一个宝贵的资源来研究并开发帕金森疾病的诊断模型。 此数据集中包含了188名患者的记录,这使我们能够进行统计分析,并探索不同性别(男性107人和女性81人)以及年龄范围(33至87岁)之间是否存在显著差异。这些信息对于理解帕金森病的性别分布及年龄趋势至关重要,在数据分析过程中可能需要对年龄与性别的数据进行编码,以便将其作为预测模型中的输入特征。 pd_speech_features.csv 文件名表明该数据集涉及语音特征相关的信息。帕金森患者常出现言语障碍如声音低沉、断续或语速减慢等现象,这些变化可以通过分析患者的语音信号来量化。例如,可能包含的特征有: 1. **基频(Pitch)**:音高的高低,帕金森病患者通常表现为较低的声音。 2. **能量(Energy)**:声音的响度大小可能会受到影响而减少。 3. **韵律(Proportion of speech)**:说话时连贯性的变化,帕金森患者可能在讲话中出现停顿现象。 4. **音质稳定性(Jitter and Shimmer)**:指音调和振幅的变化情况,这些对于诊断具有重要意义。帕金森病可能导致不规则的波动性增加。 5. **清晰度(Dysarthria)**:语音表达的准确性可能会因肌肉控制问题而受损。 6. **停顿时间(Pause duration)**:帕金森患者可能在句子之间有较长的间歇。 通过对这些特征进行分析,我们可以构建机器学习模型如支持向量机、随机森林或深度学习模型(例如卷积神经网络CNN或循环神经网络RNN),以识别和诊断帕金森病。需要对数据执行预处理步骤,包括缺失值处理、异常值检测及标准化等操作后,将数据划分为训练集、验证集与测试集用于后续的模型训练、参数调优及性能评估。 评价指标可能包含准确率、召回率以及F1分数和AUC-ROC曲线等。这些可以帮助我们理解模型在识别帕金森病患者方面的表现情况,并且为了防止过拟合,可以使用交叉验证和正则化技术。 通过深入研究语音特征,不仅可以创建一个诊断工具,还可以为早期发现及治疗帕金森提供有价值的见解。未来的研究可能会结合其他生物标志物如基因表达数据或运动功能测试结果等信息以提高诊断的准确性和全面性。该数据集为我们提供了新的视角来探索和理解帕金森病,并有望推动医疗领域的进步和发展。
  • 集(Parkinson Classification).7z
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    帕金森分类数据集(Parkinson Classification).7z包含了用于诊断帕金森病的声音生物标志物的数据,适用于机器学习模型训练和疾病早期识别研究。 Parkinson’s Disease Classification 数据集用于检测分类帕金森疾病,数据集收集了188位患有帕金森症状的患者的信息,他们的年龄在33岁到87岁之间。此外,该数据集中还包括64位健康样本,这些人的年龄范围是41岁至82岁。
  • ParkinsonsPredictor:采两种不同类方法预测患者
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    ParkinsonsPredictor是一款创新应用,运用多种分类算法精准预测帕金森病发展情况,助力医疗界早期诊断与治疗。 帕金森预测因子项目是一个教育性质的计划,旨在通过动手实践的方式加深我对机器学习的理解。在这个笔记本里,我将展示使用两种不同的分类方法来尝试根据数据集判断一个人是否患有帕金森病的过程。这些信息和知识主要来源于公共kaggle课程中关于机器学习、深度学习以及熊猫的相关内容。
  • 患者音频资料库
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    帕金森病患者的音频资料库是一个专为帕金森病患者及其家属设计的信息平台,提供丰富的音频资源、实用建议和医疗资讯,帮助提升患者的生活质量。 PD数据库包括训练数据集和测试数据集两部分。训练数据来源于伊斯坦布尔大学Cerrahpasa医学院神经系的20名帕金森病患者(PWP)及20名健康对照者,其中女性6人、男性14人以及女性和男性各10人。所有参与者提供了多种类型的录音样本共26个,包括持续元音、数字发音、单词和短句等。 从每个语音样本中提取了26种线性和基于时间-频率的特征,并且每位患者的UPDRS分数(统一帕金森病评分量表)也被纳入数据集。因此,该数据库不仅适用于分类任务,还可以用于回归分析。 在完成训练数据集收集和初步实验之后,在相同条件下通过同一医生进行检查过程来获取独立测试样本。具体而言,28名帕金森病患者被要求分别说出持续元音a和o各三次,总共产生了168个录音片段。这些语音样本同样提取了相同的26种特征。 该数据集可以作为独立的验证集用于评估在训练集中获得的结果的有效性。
  • Sklearn和XGBoost模块进行预测逻辑回归与支持向量机
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    本研究采用Python中的Sklearn和XGBoost库,对比分析了逻辑回归与支持向量机在帕金森病预测中的应用效果。 帕金森病是一种逐渐发展的疾病,它会影响神经系统及其控制的身体部位,并且早期症状可能不明显。僵硬、震颤以及运动减慢可能是这种疾病的迹象。 然而,由于没有特定的诊断方法来确认是否患有帕金森氏病,因此很难确定一个人是否患病。但是如果我们利用机器学习技术预测某人是否患有帕金森氏病会怎样呢?这就是本段落讨论的主题之一。我们将使用Sklearn和XGBoost模块,并结合逻辑回归和支持向量分类器来进行帕金森疾病的预测分析。
  • PD-Biochemical Systems Theory: 基生化理论模型(开源)
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    本项目基于生化系统理论开发了用于研究帕金森病的数学模型,并以开源形式提供给科研社区,促进疾病机制的理解与药物研发。 通过随机微分方程对帕金森病(PD)的主要途径进行建模,包括α突触核蛋白聚集、多巴胺合成、路易体形成、tau 磷酸化以及 parkin 和细胞凋亡等过程。使用生化通路可视化程序 CellDesigner 对这些路径进行建模和模拟,CellDesigner 是一种支持图形符号和符号列表的基因调控及生化网络模型工具。该模型有助于对 PD 及其关键信号途径进行定性分析,并评估病理生理学与实验中记录到的分子浓度变化之间的关联,从而为 PD 的治疗提供依据。