IEEE trans:结合功能性电刺激的全方位步态痊愈辅助平台研究

2021-10-13 16:15:46 来源:
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大约三分之二的里风幸存者有来回障碍。里风后的偏瘫通常以平衡受损、不菱形的自主社会社区活动和重微的头部不得已或无法遏制为形态。这些社会社区活动基本功能的改变重微负面影响了人的独立性低水平,影响了他们的生活质量。主要用途机器人混合基本结构上磁力冲动(FES)被提出异议新作为脑卒里后后期躯干和四在手动物恢复健康的一种工具,在此之后来,不应用FES的恢复健康机器人数量迅速增加。该领域的大均兼职都是开发跑步机与FES混合的磁力子设备。在应用于跑步机疗法时,患儿在可到飞行速度、基本结构上可到能气、和躯干脊椎社区活动范围多方面均有缓解。此外,在里风恢复健康里应用于FES顺利进行恢复健康已被推论能有效地提高头部气量和社会社区活动基本功能。

就头部冲动而言,大多数可用做在手部下名曰放射治疗的FES该系统是“乙烯”的,即冲动强度,即振荡器间距和振荡器幅度的组合保持不变。乙烯FES的主要相比较在于,它不用使冲动强度适不应剩余头部社区活动和病症的变化,这所需频繁地手动变动冲动表达式。在这项研究里,提出异议新通过改变FES振荡器间距来实现保证了工具,以响不应脊椎伸展视角的变化。

冲动该系统

在出新现出新现异常来回过程里,骨盆向前向后、斜对斜(斜向)和旋转社会社区活动可下降身肥胖心(COM)在斜向和低水平朝著上的社会社区活动,从而降低代谢物成本和间接地在躯干的角飞行速度。另一多方面,骨盆社会社区活动的限制会导致出新现异常的头部介导和四在手动物社会社区活动学,从而导致出新现异常的四在手动物种系统。借以移动和平台由一个的轮式和平台、一个骨盆和头部安全带、一个用做BWS的离散马达磁力子设备和一个用做遏制的气/扭矩(F/T)射频合组。遏制的目的是均消除由于和平台管理机构的惯性和碰撞造成的社会社区活动压气,从而使助行器对患儿无论如何的社会社区活动做出新快速反不应。在这项初步研究里,将迁来作为目标,因为它是里风患儿比如说的有缺陷,而且迁来检查和是里风恢复健康的既定目标。

该系统应用于磁力池断磁力的FES磁力子设备(RehaStim,Hasomed GmbH,德国)在晃动阶段冲动踝脊椎褐屈肌以忽略迁来冲动振荡器由35hz的的集方波合组。通过改变振荡器间距来调节头部转化成的气。这允许来得精确的遏制,并且比调制振荡器幅度所需来得少的每振荡器磁力荷。FES遏制采用近似于比例遏制的方案,帮助患儿达到期望的后脚地夹角峰值。1例慢性脑卒里患儿(女,57岁,肥胖59公斤,身高165厘米,卒里后19个月)右斜无法遏制,用本该系统顺利进行四在手动物训练。她的后脚下名曰,右后脚和后脚踝褐屈不得已。患儿在两周内用助行器和FES该系统顺利进行了五次四在手动物训练。每个物理包括两个15分钟的不间断可到,可到者在FES的协助下顺利进行。受试者沿着一条11米长的直线来回来回。可到期间允许休息5分钟。

该系统流程图

对患儿数据的量化辨识,所有物理的步调和选定的可到飞行速度相对于孔径均有增加。对于每个物理,重瘫斜和非重瘫斜的步幅星期大同小异。不同斜相互间在与晃动相对不应的四在手动物周期倍数上存在显著差异。就惯常与晃动比例而言,患儿在机器人磁力子设备里来回时具有来得大的星期菱形性。在孔径先决条件下,重瘫斜在晃动阶段发挥出新重微的后脚-地视角出新现异常,其形态是大均为负的视角值,这是迁来先决条件的证据。在孔径安全检查时,在手褐白毛屈角的重瘫和非重瘫轨迹均发挥出新重微的出新现异常。这些出新现异常随着四在手动物训练的转变变化很大。在孔径安全检查时,重瘫在手或多或少只发挥为在手底伸展。在可到者物理里,情况是相反的:后脚角轨迹主要发挥为褐屈,这却是是因为磁力冲动。在孔径安全检查时,患儿倾向于在四在手动物周期的大均星期内双膝伸长来回,最大的伸长视角出新现在非无法遏制斜。通过四在手动物训练,患儿在重瘫斜转变出新近似于出新现出新现异常手肘视角轨迹的东西,但在四在手动物周期里,从惯常到晃动的过渡和伸长视角峰值出新现得比出新现出新现异常来得早。在非重瘫斜,结果是四在手动物周期里手肘伸展逐渐消亡。物理结果推论,FES该系统在补偿金脊椎社会社区活动有缺陷多方面被推论是有效的,同时,该研究忽略了忽略非无法遏制斜四在手动物出新现异常的不在手之处,以及该系统应用于BWS的潜在价值。

F. Anaya-Reyes, A. Narayan, G. Aguirre-Ollinger, H. -J. Cheng and H. Yu, "An Omnidirectional Assistive Platform Integrated With Functional Electrical Stimulation for Gait Rehabilitation: A Case Study," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 28, no. 3, pp. 710-719, March 2020, doi: 10.1109/TNSRE.2020.2972008.

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