【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近年來，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wearable Sensor Networks， WSN)等技術(shù)的發(fā)展為腦卒中患者的遠程康復(fù)訓(xùn)練與評估提供了一種新的途徑，但如何保證設(shè)備長時間穩(wěn)定運行卻有待解決。
壓縮感知(Compressed Sensing， CS)是一種新的在采樣的同時實現(xiàn)壓縮目的的理論框架，能以較低的頻率采樣信號，并且可以高概率重構(gòu)該信號。這為可穿戴設(shè)備的低功耗長時間運行提供了可能的解決方案。
中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所光健康研究中心郭立泉課題組基于各種MEMS傳感器(加速度、陀螺儀、磁力計和彎曲傳感器等)開發(fā)出一種可穿戴傳感器設(shè)備，并結(jié)合ZigBee無線協(xié)議搭建了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺。
在此基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)出了遠程康復(fù)訓(xùn)練與評定系統(tǒng)，從而用于腦卒中患者居家或社區(qū)康復(fù)訓(xùn)練與評定。為了減少可穿戴傳感器設(shè)備的無線傳輸數(shù)據(jù)量，延長其續(xù)航能力，研究人員又基于壓縮感知理論設(shè)計了一種新的信息采集系統(tǒng)。
設(shè)備采集到的運動數(shù)據(jù)在發(fā)送前需要進行“壓縮采樣”處理，這樣可以保證通過ZigBee無線協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大大減少。在計算機端，多了一個“信號重構(gòu)”環(huán)節(jié)，即利用壓縮感知理論將壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)成原始信號。由于避開了高速采樣，該系統(tǒng)一方面顯著降低了數(shù)據(jù)存儲與傳輸代價，另一方面也給高維數(shù)據(jù)分析提供了一條新的途徑。
稀疏性分析結(jié)果表明，腦卒中患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中可穿戴設(shè)備所記錄下的運動信號具備稀疏性，因此可以利用壓縮感知對其進行壓縮。實驗結(jié)果表明在壓縮域下直接進行特征提取，并進行后續(xù)的信號處理，可以避開傳統(tǒng)的壓縮感知理論框架中的信號重構(gòu)環(huán)節(jié)，在減小重構(gòu)過程計算量的同時，也使得下一步在可穿戴傳感器硬件上實現(xiàn)“On Node Analysis”成為了可能。該研究成果發(fā)表在Sensors 雜志上(Volume 16， Issue 2)。
(原標(biāo)題：蘇州醫(yī)工所開發(fā)出可穿戴MEMS傳感器設(shè)備)
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