MIT开发的这个无监督康复系统，能让你“看到”肌肉训练和恢复情况！华人学者一作

现在就有一个系统能够通过对受损与康复大腿肌肉的可视化，来帮助患者更好地了解他们的康复训练情况，也有助于根据这些统计数据更好地评估目前的锻炼和身体状况。

这个由MIT的研究人员创建的无监督的身体康复系统MuscleRehab由三部分构成：捕捉活动的运动跟踪系统，一种称为电阻抗断层扫描（EIT）的成像技术以测量肌肉情况，以及一个虚拟现实（VR）头盔和跟踪服。

对于患者而言，他们只需要穿上一身黑色的、类似于忍者道具服的装备，以及捕捉3D运动数据的VR，然后进行一些简单的基本练习，比如：立正、屈膝、抬腿、伸膝、下蹲等。

在这样的虚拟环境下，患者的运动跟踪数据会被自动叠加到虚拟化身上；在戴上EIT传感带后，所有的运动与肌肉训练信息都能被追踪到。

在不同的情况下，研究小组比较了运动的准确性，将结果交给了专业治疗师，治疗师解释了在每项运动中哪些肌肉群更应该被锻炼到。在这些无监督的练习中，通过将肌肉参与和运动数据可视化，而不仅仅是运动，锻炼的整体准确性提高了15%。

麻省理工学院CSAIL博士生、MuscleRehab系统论文的主要作者朱均逸说：“希望我们的传感场景不局限于临床环境，也能够更好地实现数据驱动的无监督康复，适用于受伤恢复中的运动员、目前正在接受物理治疗的病人，或那些身体限制性疾病。通过主动测量深层肌肉参与，我们可以观察到与病人的基线相比，数据是否异常，以提供对潜在肌肉轨迹的洞察力。”

“最终系统或许不仅可以协助恢复，还可以用于预防。”

目前的传感技术主要集中在跟踪行为和心率上。

一般来说，肌电图（EMG）只能捕捉到皮肤下的肌肉活动，但研究人员看来，还有一种比肌电图更好的方法来感知不同层次的肌肉情况，比如血液循环、肌肉的拉伸与收缩等。

在MuscleRehab中，EIT传感板是该系统的“大脑”。它有两条装满电极的带子，缠绕在用户的大腿上部，以捕获三维体积数据。

比如这样：

在运动捕捉上，系统使用的是OptiTrack，由39个标记和一堆摄像头构成，能够每秒感知超高帧率。在显示屏上，EIT传感数据能够突出显示主动触发的肌肉，肌肉也会随着更多的参与和运动产生变化。

目前，MuscleRehab的研究重点放在了大腿上部及其主要肌肉群，但研究人员表示他们还想扩展到臀部。该团队还在与布里格姆妇女医院和达纳-法伯癌症研究所的医学物理学家、哈佛医学院放射学副教授Piotr Zygmanski合作，探索在放射治疗中使用EIT的潜在途径。

Zygmanski博士说：“我们正在探索利用电场和电流来检测辐射，以及在放疗期间或治疗后对病人解剖结构的介电特性进行成像。”

辐射除了在分子水平上造成直接损伤（DNA损伤）外，还会在组织和细胞以及其他介质（例如探测器）内诱发电流。“EIT仪器特别适合于探索EIT在放疗中的新应用。希望可以通过定制EIT系统的电子参数，以实现这些目标”。

“这项工作推进了EIT，这种传统上用于临床的传感方法，与虚拟现实巧妙而独特的结合。”加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院电子与计算机工程助理教授Yang Zhang说。

“促进康复的启用的应用有可能在全社会产生广泛的影响，帮助病人在家里安全有效地进行身体康复。这种消除临床资源和人员需求的工具，长期以来一直是医疗保健领域劳动力缺乏的需要”。

https://www.csail.mit.edu/news/mit-system-sees-inner-structure-body-during-physical-rehab

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