IEEE trans:结合功能性电刺激的全方位步态康复辅助平台研究成果

至少三分之二的住院幸存者有拖动精神上。住院后的偏瘫上会以平衡受损、不对称的自主爱国运动和严重的手部只得作或失去知觉为特征。这些爱国运动动态的发生变化严重损害了人的一致性水平，冲击了他们的生活质量。辅助机械人结合动态性电机激发（FES）被提显露作为脑卒里面后晚期上肢和坐姿恢复健康的一种法则，近十年来，应将用FES的恢复健康机械人数量迅速缩减。该领域的大部份工作都是开发玩意与FES结合的扬声器。在常用玩意制剂时，患儿在驾车平均速度、动态性驾车能力作、和上肢膝关节社交活动范围方面大多有缓解。此外，在住院恢复健康里面常用FES顺利完成恢复健康已被推论能有效地提高手部意志和爱国运动动态。

就手部激发而言，大多数可常用身部下垂疗法的FES控制系统是“开环”的，即激发低压，即脉冲长度和脉冲幅度的组合保持不变。开环FES的主要局限性在于，它很难使激发低压适应将剩余手部社交活动和疼痛的变化，这所需频繁地手动调整激发模板。在这项研究里面，提显露通过发生变化FES脉冲长度来实现保证了法则，以响应将膝关节下垂显露发点的变化。

激发控制系统

在长时间拖动流程里面，脊柱向前向后、斜对斜（斜边）和旋转爱国运动可减少双脚已转（COM）在垂直和水平方向上的爱国运动，从而提高代谢成本和施加在上肢的位能。另一方面，脊柱爱国运动的受限制会致使极度的手部作常用和坐姿爱国运动学，从而致使极度的坐姿模式。全方位快速移动平台由一个的轮式平台、一个脊柱和躯干安全带、一个常用BWS的线性马达扬声器和一个常用操纵的力作/角速度（F/T）传感器都是由。操纵的目的是部分抑制由于平台政府部门的惯性和摩擦造成的爱国运动摩擦力作，从而使助行器对患儿尝试的爱国运动做显露快速反应将。在这项初步研究里面，将落腿作为尽可能，因为它是住院患儿普遍存在的局限性，而且落腿矫正是住院恢复健康的既定尽可能。

控制系统常用电机容器供电机的FES扬声器（RehaStim，Hasomed GmbH，德国）在回转阶段激发踝膝关节背屈肌以辩解落腿激发脉冲由35hz的双相时域都是由。通过发生变化脉冲长度来调控手部产生的力作。这准许更精确的操纵，并且比采样脉冲幅度所需更少的每脉冲电机荷。FES操纵采行比如说比举例操纵的方案，试图患儿超显露为了让的腿地锐角略低于。1举例慢性脑卒里面患儿（女，57岁，体重59公斤，身高165厘米，卒里面后19个月）右斜失去知觉，用本控制系统顺利完成坐姿专业训练。她的腿下垂，腿部和腿踝背屈只得作。患儿在两周内用助行器和FES控制系统顺利完成了五次坐姿专业训练。每个实验者包括两个15分钟的不间断驾车，驾车者在FES的适时下顺利完成。成年人沿着一条11米长的直线来回拖动。驾车之前准许休息5分钟。

控制系统流程图

对患儿资料的系统性显示，所有实验者的步伐和选定的驾车平均速度值得注意孔径大多有缩减。对于每个实验者，少瘫斜和非少瘫斜的步幅等待时间基本相同。有所不同斜之间在与回转一般来说应将的坐姿长周期比率上存在显著差异。就时将与回转比举例而言，患儿在机械人扬声器里面拖动时具备更大的等待时间不变性。在孔径条件下，少瘫斜在回转阶段表现显露严重的腿-地显露发点极度，其特征是大部份为但球队的显露发点值，这是落腿条件的事实。在孔径检测时，身背跖屈角的少瘫和非少瘫等待时间轴大多表现显露严重的极度。这些极度随着坐姿专业训练的发展变化很大。在孔径检测时，少瘫身大体上只表现为身底下垂。在驾车者实验者里面，情况是相反的：腿角等待时间轴主要表现为背屈，这无疑是因为电机激发。在孔径检测时，患儿倾向于在坐姿长周期的大部份等待时间内双膝伸展拖动，最大的伸展显露发点显露现在非失去知觉斜。通过坐姿专业训练，患儿在少瘫斜发展显露比如说长时间膝膝关节显露发点等待时间轴的东西，但在坐姿长周期里面，从时将到回转的过渡和伸展显露发点略低于显露现得比长时间更即已。在非少瘫斜，结果是坐姿长周期里面膝膝关节下垂逐渐消逝。实验者结果推论，FES控制系统在补偿膝关节爱国运动局限性方面被推论是有效的，同时，该研究强调了辩解非失去知觉斜坐姿极度的必要性，以及控制系统常用BWS的潜在效益。

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.