18、坐立控制与HIV/AIDS疫情建模研究

坐立控制与HIV/AIDS疫情建模研究

坐立稳定性研究

在对脊髓损伤（SCI）患者坐立稳定性的研究中，为了减少测量噪声，所有信号都通过截止频率为10Hz的四阶低通巴特沃斯滤波器进行滤波。在验证了COMH2A的位移与躯干段呈线性关系后，计算矢状角θk和COMH2A位移xHk，并将其与适当的质量和段长一起注入未知输入观测器（UIO）中，观测器增益使用衰减率λ = 0.85进行计算，随后计算测量数据的估计误差。

研究获得了大蒙特利尔跨学科康复研究中心研究伦理委员会的伦理批准，参与者在测量前阅读并签署了知情同意书。

研究结果

使用UIO时，首先要计算测量数据和估计数据之间的估计误差，以验证UIO跟踪输入信号并准确估计未知输入的能力。图9展示了一次采集过程中角度θk和位移xHk及其相对估计误差的示例，图10显示了所有采集过程中两个测量变量的均方根误差（RMSE）。

较小的RMSE值表明测量数据与H2AT模型上定义的UIO兼容，接下来可以分析估计的内力。图11和图12分别展示了四名受试者所有采集过程中的估计内力（力和扭矩）。为了比较受试者之间的内部努力，数据按每个受试者的质量进行了归一化。从图11可以看出，受试者S1和S2的归一化力幅值大于S3和S4，且S1和S2的估计力在扰动后变化的时间更长，这意味着前两名受试者更多地依赖上肢进行更广泛和持久的稳定运动。在图12中，受试者S3和S4的归一化扭矩在扰动后的最初瞬间比S1和S2下降得更快，并在1秒后达到稳态，而S1和S2的归一化扭矩在扰动后3秒仍在变化。

力和扭矩并不总是回到扰动前的原始位置，这可能由两个生理原因导致：一是受试者在扰动后选择了上肢的新位置，从而改变了平衡位置；二是人