什么是生物反馈?
传统定义中,生物反馈是患者学会控制如肌肉紧张、血压、心率等非自主身体过程的治疗方法,但此定义在当今研究领域偏狭隘,常见观点源于早期用表面肌电图治疗疾病。广义定义为:源于人体运动或起始运动的原始或处理后数据,在控制反馈回路中提供给受试者,以通过学习修正运动的过程。这使得生物反馈能利用更多数据,在体育表现提升、人体工程学损伤减少、肌肉骨骼损伤康复及运动控制系统研究等广泛领域分析和修正行为。俄亥俄州立大学史蒂文・拉文德博士在相关研究中指出,生物反馈有效需亲身体验复杂运动技能、有 “过渡性提示” 及提供结果知识,如他研究中以 L5/S1 关节力矩产生的音调作为听觉 “过渡性提示”,这并非典型生物反馈信号,可见生物反馈的可能性远超狭隘定义。
生物反馈如何被应用?
人体工程学:史蒂夫・拉文德认为 “过渡性提示” 对修正复杂运动技能重要,在降低肩部抬高的应用中,指示 “越界” 的听觉信号比视觉提示更有用,因视觉提示可能分散受试者注意力,而听觉信号能让其快速感知危险区域。
康复领域:塞图巴尔理工学院里卡多・马蒂亚斯研究表明,在某些肩部运动中,运动学反馈比基于 sEMG 的反馈在修正行为上更有效,使用运动学数据反馈,受试者不仅修正运动还能激活正确肌肉组合。弗吉尼亚联邦大学的詹姆斯・托马斯和彼得・皮德科在鼓励背痛患者活动的虚拟躲避球游戏中,增加振动器形式的触觉反馈,结合视觉交互和奖励系统,提供了更真实有效的反馈。
高尔夫运动:挥杆瞬间短,难以监测和修正视觉反馈,但挥杆中以听觉信号提供即时反馈,如设定肩部旋转区间的目标成功音,可助高尔夫球手判断旋转程度。
运动控制:生物反馈广泛用于运动控制,如中风康复及研究运动控制系统。詹姆斯・巴顿博士利用误差增强和沉浸式展示手部扰动表示,帮助中风患者康复;吉尔・坎贝尔・斯图尔特博士通过让中风患者伸手够随机目标,辨别其规划和补偿性调整程度。此外,治疗师学习手法治疗松动技术时,可用滑动图和柱状图等视觉表示监测力量大小,视觉在训练中也有用。还有步态再训练、增强跑步力学、运动可听化等应用。
生物反馈软件要想有效需具备什么条件?
处理速度和延迟:处理速度要快,消除动作与反馈延迟,同时基础采集速率要满足奈奎斯特采样定理,这在 2018 年 7 月 24 日生物力学数据实时采集博客中有讨论,投资前需研读。
用户界面和便捷性:用户应能快速设置练习,若需用编程语言编程或编写练习,设置时间和有限界面会干扰生物反馈成功使用。
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