Page 140 - 《软件学报》2026年第5期

李信金 等: 视听协同的交互式步态干预训练 2019

训练前 训练中 训练后

0.35
0.25 0.30
0.20 0.25
双支撑相 0.15 双支撑相 0.20
0.15
0.10
0.10
0.05
0.05
0 0
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
患者编号 患者编号
(a) 无提示 (b) 视觉提示
0.40 0.30
0.35
0.25
0.30 0.20
双支撑相 0.25 双支撑相 0.15
0.20
0.15
0.10
0.10
0.05
0.05
0 0
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
患者编号 患者编号
(c) 听觉提示 (d) 视听协同提示
图 8 不同模态提示下病患侧双支撑相变化情况

总体而言, 视听协同提示优于单一模态, 视听协同提示能够增强步态稳定性, 并且从训练后的数据来看视听协
同提示模式下改善的持续效果更优. 在无提示情况下, 患者病患侧摆动相和双支撑相变化幅度较小, 说明自行训练
很难带来步态模式的改变. 在视觉提示下, 患者拖曳步态带来的摆动相和双支撑相异常得到改善, 特别是在训练后
阶段, 患者病患侧的摆动相 (平均 36.118%) 和双支撑相 (平均 14.074%) 处于一个相对均衡的水平, 步行模式趋于
正常化. 在听觉提示下, 患者病患侧的摆动相 (平均 37.319%) 和双支撑相 (平均 14.842%) 在训练阶段得到较为明
显的改善, 但是训练后阶段呈现向基线状态回落的趋势. 这表明听觉提示对步态模式的改善效果在失去提示后有
所减弱, 其长期效果可能不如视觉提示. 在视听协同提示下, 患者在训练阶段的摆动相和双支撑相平均为 35.950%
和 12.652%, 其中双支撑相的降低说明步态稳定性增强, 患者能更快地做出反应, 适应步行环境的变化; 在训练后
阶段摆动相和双支撑相平均为 35.803% 和 12.077%, 说明多模态提示使得改善效果得到更好的保留, 且效果优于
单一模态提示.
5 讨 论

对于 PD 患者而言, 由于基底节功能受损, 其内部时间感知和节律处理能力显著下降, 而视听协同提示能够补
偿受损的内部时间系统, 重新校准运动感觉反馈信号, 从而改善步态控制. 本文面向感官的协同作用, 构建了视听
协同提示生成框架, 将用户步态数据转化为多模态提示; 搭建了交互式干预训练系统, 实现了用户感知与多模态提
示生成的交互式迭代. 本文在首都医科大学附属北京友谊医院神经内科门诊进行了为期 2 个月的临床招募, 共招
募到 40 名早期 PD 患者. 实验结果表明与基线相比, 训练阶段及结束后, 视听协同提示组在步态对称性 (训练后提
高 21.157%, p<0.0001) 和病患侧步速 (训练后提高 36.433%, p<0.0001) 方面均表现出最大且显著的改善, 且效果在
训练后得到保持, 验证了多模态提示在康复训练中的积极作用, 促进了多模态人机交互技术在医疗领域的应用.
本文结果表明, 基于外部提示的训练可以有效改善 PD 患者的步态表现, 这与既往研究结果一致. 本文进一步
对比分析了视听两种模态提示的差异及其协同作用, 发现多模态提示在改善 PD 患者步态方面优于单一模态提示.