IEEE trans:结合功能性电刺激的全方位坐姿康复辅助平台研究

2021-11-22 00:52:06 来源:
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大约三分之二的中的风幸存者有行驶障碍。中的风后的偏瘫通常以平衡毁损、不菱形的自主运动和严重影响的手部不得已或瘫痪为特征。这些运动功能的改变严重影响侵害了人的独立性水平,影响了他们的生活质量。主要用途人造人相辅相成实用性电性刺激(FES)被提造出作为脑卒中的后早期手部和姿势恢复健康的一种方式,近十年来,应用领域FES的恢复健康人造人数量促使减低。该领域的大部份工作都是开发跑步机与FES相辅相成的装置。在可用跑步机疗法时,症状在沿途速度、实用性沿途能力也、和手部足部活动范围层面外有改善。此外,在中的风恢复健康中的可用FES进行恢复健康已被证明了能必需地更高手部力和运动功能。

就手部性刺激而言,大多数可用以胸部下垂治疗的FES管理系统是“环化”的,即性刺激强度,即无线电波长度和无线电波幅度的第一组持续保持持续保持稳定。环化FES的主要局限性在于,它不能使性刺激强度为了让剩余手部活动和痉挛的变化,这只能频繁地手动调整性刺激实例。在这项研究课题中的,提造出通过改变FES无线电波长度来实现闭环方式,以响应足部屈曲角度看的变化。

性刺激管理系统

在情况下行驶步骤中的,骨盆向右向后、外侧对外侧(外侧向)和旋转运动可减少全身重心(COM)在纵向和水平一段距离上的运动,从而降低代谢成本和受制于在手部的机械功。另一层面,骨盆运动的限制会避免持续性的手部转录和姿势运动学,从而避免持续性的姿势模式。新媒体移动应用软件由一个的轮式应用软件、一个骨盆和躯干安全带、一个用以BWS的等价驱动装置和一个用以操控的力/扭矩(F/T)感应器组合成。操控的目的是部分消除由于应用软件私人机构的静止和摩擦造成的运动阻力,从而使对症状尝试的运动显然快速反应。在这项初步研究课题中的,将搬作为目标,因为它是中的风症状长期存在的缺点,而且搬矫正是中的风恢复健康的既定目标。

管理系统可用电池供电的FES装置(RehaStim,Hasomed GmbH,德国)在回转阶段性刺激踝足部胸屈肌以纠正搬性刺激无线电波由35hz的双相方波组合成。通过改变无线电波长度来适度手部诱发的力。这无需更精确的操控,并且比调制无线电波幅度只能更少的每无线电波电荷。FES操控采用像是%操控的计划,试图症状达到期望的脚地夹角峰值。1例慢性脑卒中的症状(女,57岁,增重59公斤,腰围165厘米,卒中的后19个月末)右外侧瘫痪,用本管理系统进行姿势专业训练。她的边上垂,右脚和脚踝胸屈不得已。症状在两周内用和FES管理系统进行了五次姿势专业训练。每个测试包括两个15分钟的不间断沿途,沿途者在FES的协助下进行。受试者沿着一条11米长的中点来回行驶。沿途期间无需休息5分钟。

管理系统如图所示

对症状数据的数据分析显示,所有测试的步调和选定的沿途速度比起弧外有减低。对于每个测试,轻瘫外侧和非轻瘫外侧的步幅时长基本相同。不同外侧之间在与回转一般来说应的姿势时长尺度百份上存在很大差异。就站姿与回转%而言,症状在人造人装置中的行驶时具备更大的时长菱形性。在弧先决条件下,轻瘫外侧在回转阶段发挥造出严重影响的脚-地角度看持续性,其特征是大部份为负的角度看值,这是搬先决条件的证据。在弧检测时,胸胸神人屈角的轻瘫和非轻瘫抛物线外发挥造出严重影响的持续性。这些持续性随着姿势专业训练的拓展变化很大。在弧检测时,轻瘫胸之外只发挥为胸底屈曲。在沿途者测试中的,状况是相反的:脚角抛物线主要发挥为胸屈,这无论如何是因为电性刺激。在弧检测时,症状偏好于在姿势时长尺度的大部份时长内双膝凸起行驶,第二大的凸起角度看再次造出现在非瘫痪外侧。通过姿势专业训练,症状在轻瘫外侧拓展造出像是情况下膝足部角度看抛物线的过道,但在姿势时长尺度中的,从站姿到回转的过渡和凸起角度看峰值再次造出现得比情况下更早。在非轻瘫外侧,结果是姿势时长尺度中的膝足部屈曲逐渐消失。测试结果证明了,FES管理系统在补偿足部运动缺点层面被证明了是必需的,同时,该研究课题强调了纠正非瘫痪外侧姿势持续性的必要性,以及管理系统可用BWS的潜在效用。

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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