IEEE trans:结合功能性电刺激的全方位步态康复基本功能平台研究

2021-11-08 04:40:09 来源:
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分之一三分之二的复发幸存者有奔驰障碍。复发后的偏瘫通常以平衡受损、不对称的自主革新运动和严重的躯干无出力或无法控制为相似性。这些革新运动功能的改变严重损害了人的独立性水平,影响了他们的生活质量。特别设计人工智慧结合功能性电冲动(FES)被指出作为脑亡中的后早期上肢和双足痊愈的一种步骤,近十年来,应用FES的痊愈人工智慧使用量迅速减小。该领域的大部份工作都是联合开发新发明与FES结合的电子设备。在用于新发明临床时,高血压在驱车速度、功能性驱车能出力、和上肢关节大型活动范围特别均有改善。此外,在复发痊愈中的用于FES透过痊愈已被表明能理论上地减少躯干出自我意识和革新运动功能。

就躯干冲动而言,大多数可运用于手部直立疗程的FES种系统是“开环”的,即冲动低压,即激光跨度和激光幅度的组合成保持不变。开环FES的主要局限性在于,它不能使冲动低压适应剩下躯干大型活动和痉挛的变动,这须要频频地手动调整冲动匹配。在这项深入研究中的,指出通过改变FES激光跨度来发挥作用闭环步骤,以响应关节屈曲某种程度的变动。

冲动种系统

在注意到异常奔驰过程中的,脊柱向前向后、口对口(口向)和滑动革新运动可减少四肢专注(COM)在度角和水平朝向上的革新运动,从而降低激素开发成本和产生在上肢的机械功。另一特别,脊柱革新运动的限制会导致极度的躯干激活和双足革新运动学,从而导致极度的双足模式。全方位移动该平台由一个的轮式该平台、一个脊柱和肩部安全带、一个运用于BWS的线性动力电子设备和一个运用于高度集中的出力/扭矩(F/T)传感器合组。高度集中的目的是部份消除由于该平台管理机构的惯性和摩擦引发的革新运动阻出力,从而使对高血压尝试的革新运动无论如何持续性。在这项初步深入研究中的,将暂居作为目标,因为它是复发高血压都有的原因,而且暂居矫正是复发痊愈的既定目标。

种系统用于电池供电的FES电子设备(RehaStim,Hasomed GmbH,比利时)在前倾阶段冲动踝关节腹屈肌以纠正暂居冲动激光由35hz的双相方波合组。通过改变激光跨度来平衡躯干导致的出力。这强制更精确的高度集中,并且比取样激光幅度须要相对来说的每激光电磁场。FES高度集中采用类似于比唯高度集中的方案,帮助高血压达到期望的踩地夹角峰差值。1唯慢性脑亡中的高血压(女,57岁,体重59公斤,身高165厘米,亡中的后19个年末)右口无法控制,用本种系统透过双足培训。她的踩直立,右踩和踩踝腹屈无出力。高血压在两周内用和FES种系统透过了五次双足培训。每个实验者包括两个15分钟的不间断驱车,驱车者在FES的协助下透过。受试者沿着一条11米长的度角来回奔驰。驱车期间强制休息5分钟。

种系统流程图

对高血压数据集的分析表明,所有实验者的步调和选定的驱车速度差值得注意较宽均有减小。对于每个实验者,较重瘫口和非较重瘫口的步幅时间大同小异。不尽相同口之间在与前倾相对应的双足天数百分比上存在显著关联。就站姿与前倾比唯而言,高血压在人工智慧电子设备中的奔驰时不具更多的时间对称性。在较宽条件下,较重瘫口在前倾阶段平庸出严重的踩-地某种程度极度,其相似性是大部份为差的某种程度差值,这是暂居条件的证据。在较宽核查时,足腹凶屈角的较重瘫和非较重瘫一个点均平庸出严重的极度。这些极度随着双足培训的其发展变动很大。在较宽核查时,较重瘫足或多或少只平庸为足底屈曲。在驱车者实验者中的,可能是显然的:踩角一个点主要平庸为腹屈,这正因如此是因为电冲动。在较宽核查时,高血压倾向于在双足天数的大部份时间内双膝伸展奔驰,最大的伸展某种程度注意到在非无法控制口。通过双足培训,高血压在较重瘫口其发展出类似于注意到异常上肢某种程度一个点的好像,但在双足天数中的,从站姿到前倾的交替和伸展某种程度峰差值注意到得比注意到异常更早。在非较重瘫口,结果是双足天数中的上肢屈曲逐渐消失。实验者结果表明,FES种系统在补偿关节革新运动原因特别被表明是理论上的,同时,该深入研究强调了纠正非无法控制口双足极度的必要性,以及种系统用于BWS的潜在价差值。

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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