使用基于机器学习的算法监测康复中的身体行为,用于大腿安装的加速度计:开发和验证研究
Frederik Skovbjerg1, Helene Honoré1, Inger Mechlenburg2
1Research Unit, Hammel Neurorehabilitation Centre & University Research Clinic, Hammel, Denmark.
JMIR bioinformatics and biotechnology
|June 27, 2024
概括
使用单个安装在大腿上的加速度计的新算法可以对11种物理行为进行分类. 当行为被分组时,表现得到改善,这表明对身体活动监测有希望.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 可穿戴技术可穿戴技术
- 机器学习用于健康
背景情况:
- 身体活动监测对健康结果至关重要.
- 加速度计是跟踪身体行为的关键工具.
- 多传感器系统提供了详细的洞察力,但面临着合规挑战.
研究的目的:
- 开发和验证用于分类日常物理行为的机器学习算法.
- 使用单个安装在大腿上的加速度计来简化数据收集.
- 在研究和临床环境中提高物理行为识别的准确性.
主要方法:
- 训练一个随机的森林模型与11个行为类 (坐着,躺着,站着,走路,跑步,骑自行车,爬楼梯,轮椅行走,驾驶车辆,过渡).
- 使用模拟的自由生活条件与胸部安装的摄像头验证算法.
- 将算法的性能与基于矢量值的方法进行比较.
主要成果:
- 该算法在11个不同的物理行为中获得了平均57%的F测量.
- 当行为被合并到更广泛的类别 (不运动,站立,走路,跑步,骑自行车) 时,表现显著改善.
- 这种精细的算法与地面真相和现有方法相比,表现出了很高的性能.
结论:
- 一个单一的大腿穿戴加速度计可以有效地分类特定的身体行为.
- 对于高功能人群中常见的行为,观察到高分类准确度.
- 未来的研究应该专注于对具有较低功能能力的个体的行为进行分类.


