用可拆腕带量化偏瘫家庭训练的“有效重复”

1 · 创新命题

中 面向县域卒中出院后按治疗师处方做单一上肢够取训练的患者与照护者，用可拆 IMU 腕带只计算满足幅度、节律和代偿上限的“有效重复”，把纸面“做了 30 次”替换成动作剂量证据；相对通用健身手环和姿态监测产品，它不判疾病、不纠正全身姿态，只服务一个治疗师预先选定动作。 EN A detachable IMU band that counts effective—not merely attempted—repetitions of one therapist-prescribed upper-limb reaching exercise after county-level stroke discharge, using amplitude, rhythm, and compensation limits without diagnosing disease or monitoring general posture.

2 · 背景与空白

家庭康复常以次数交作业，但“抬了一下”和完整够取被同计；治疗师又无法持续在场。已有 Jintronix、MIRA Rehab 等游戏化康复系统，Back Tracker 已进入 2026 Conrad 做姿态监测，手机/手环动作计数研究也很成熟。空白在：县域出院后一个动作的有效剂量能否用极低成本、离线、治疗师可解释的阈值记录，并让照护者看懂为什么某次未计数。中国优势来自社区/县域康复转场、低价 IMU 模组和可快速制作不同佩戴夹具。最容易犯的致命错误：用健康学生动作训练后直接宣称适用于偏瘫患者；健康台架只能验证测量方法，患者阈值必须由专业人员另行研究。

3 · 可检验假设

H1 对健康成年人的标准化够取、幅度不足、过快回弹和躯干代偿模拟，系统计数相对双人视频标注的绝对误差 ≤ 1 次/20 次，事件召回率与精确率均 ≥ 0.90。 H2（工作流）≥ 12 名模拟使用者看到“未计数原因”后，第二轮有效重复比例较只显示总次数提高 ≥ 20 个百分点；这不等于康复疗效改善。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建 IMU 管线复现公开 UCI HAR/公开上肢动作数据中 ≥ 100 个已标注动作段的开始—结束时间，边界误差中位数 ≤ 0.25 秒。此条不过，后续全部结论无效。
2. 自建数据 ≥ 12 人、每人每类 ≥ 20 次；双人视频标注一致率 Cohen’s κ ≥ 0.8。
3. 事件不平衡时报告 PR-AUC、召回率、精确率，不报 accuracy；按人留一法切分，禁止同一人的窗口跨训练/测试。
4. 时序须按完整训练场次划分，并额外比较随机窗口划分，报告后者高估幅度。
5. 学生能白板解释幅度、角速度和代偿代理量为何触发计数；不以黑箱“AI 会判断”作证据。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
传感	ICM-42688/BMI270 IMU、ESP32-C3、腕带/腕夹；型号与国内单价需核实
方法校验	UCI HAR 或公开上肢动作数据集；动作是否足够相似需核实
金标准	双机位手机录像 + 两名盲评者；仅录躯干/手臂且经同意
分析	Python、SciPy、可解释规则/轻量分类；IMU 只给运动量，临床合格阈值需专业人员确定
对照基准	Jintronix、MIRA Rehab、Back Tracker 公开说明——仅用于校验与对比，不计入本项目数据贡献

能力边界：单腕 IMU 对躯干代偿只能用间接代理，不能替代全身运动捕捉；测试不纳入急性期患者，不给康复处方。若有真实患者参与，须机构伦理与治疗师现场监督。 为证明中国资产不是装饰，团队还应把“县医院示教—回家独练—社区复查”三段画成旧/新流程图，分别记录谁看数据、何时反馈以及断网时如何交接；没有合作治疗师签字确认的阈值只称工程阈值。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：由治疗师选定一个够取动作，冻结“有效”的可观测定义。
2. 第 3 周：跑公开数据，完成边界方法学校验。
3. 第 4–5 周：录标准/错误模拟动作，完成双人标注。
4. 第 6–7 周：规则基线与轻量模型对照；按人切分，做泄漏高估实验。
5. 第 8–9 周：反馈界面交叉任务；记录是否理解未计数原因。
6. 第 10–12 周：换腕带松紧和手臂长度复测，冻结离线演示版。
7. 第 13–14 周：专业人员评审边界，准备区域决赛现场动作演示。

7 · 新颖性边界

不声称发明 IMU 康复、诊断偏瘫或改善 Fugl-Meyer 评分；不与 Back Tracker 争“姿态监测”。已有工作：Jintronix/MIRA Rehab 已提供数字康复；大量论文用 IMU 计数；Back Tracker 已做运动数据。本项目只贡献“县域家庭单一处方动作 + 有效重复拒计原因 + 可解释离线阈值”的过程剂量。护城河是极端具体（G）与经治疗师标注的本地动作失败库（E），硬件无专有性。

8 · go/no-go

第 7 周末：按人留一测试的召回率/精确率须各 ≥ 0.85；不足则具名降级为**“仅计完整幅度次数 HC06-ReachCount”**，取消代偿判定，保留有效重复优于总次数的主框架。第 9 周末：若反馈后有效比例未提高 ≥ 10 个百分点，则降级为治疗师远程复盘日志，不主张实时纠正，仍输出可审计动作剂量。