IEEE trans :步长生物反馈降低脑瘫患者踝关节外骨骼步行能力的可行性研究

脑性瘫痪（CP）病患的民族运动和双脚受损辉对其来时动控制能力和体力来时动水平产生影响 。他们经常表现出妄想的双脚模式，包括蹲时过度的下肢和下肢下垂，以及起步前减少的踝关节-足底下垂。这些双脚模式与快速的行驶民族运动速度、缩短的均值有关。 持续性双脚特训已受到诊疗学术研究医务人员的非常重视，借此是为视力障碍孩童开发有效的阻挠紧急措施。双脚特训与动物反馈已使一些个人自愿改变他们的步行行为。当这些表达式被当作CP病患双脚特训的这样一来动物反馈目标时，关节角度、时空特质和关节来时会遭遇改善，学术研究发掘出，均值是一种恰当有效的反馈模式，也大幅提高了CP里脚踝的民族运动控制能力。

可穿戴来进行设备也有可能巩固较好的民族运动模式，并通过使神经关节疾病病患容易行驶来增高特训强度。将动物反馈与体重支持者或人造人来进行（即Lokomat）双脚特训相结合，可促进里风病患脊髓损害病患和视力障碍孩童动手术。本学术研究的借此是开发并验证数据处理动物反馈机制的可行性，以大幅提高CP病患的无约束踝关节成体来进行行驶性能指标。

成体动物反馈子系统的主要设计标准包括：（1）诊疗双脚标准；（2）适合孩童的非常简单、恰当的用户界面；（3）包含非常简单的小游戏简化技术以强简化参与 （4）踝关节成体来进行。 均值作为双脚性能指标高效率，是因为它是CP病患常用的诊疗高效率， 对于所有平均年龄的介面来说，实施相对非常简单且恰当。之前一项针对视力障碍孩童的学术研究尝试了多种动物反馈靶点，并无论如何：均值是所有选择里最恰当的，这导致病患字段里踝关节意志力的增高 。

可用为每位参与者定制的无系放踝关节成体（质量：小体积为1.85 kg，大体积为2.20 kg）提供者踝关节来进行，并抽取数据进行数据处理动物反馈。该子系统的基本前提是通过可用备用考虑步幅波动的控制策略来增高CP里的躯屈肌瑕疵来改善步行功能，从而充分利用设备和用户密切关系的无缝同步。 腰部装有的电机和控制子子系统 。 可用 之前验证的控制策略来至少数据处理动物踝关节扭矩 。在蹲期中，成体提供者与动物踝关节扭矩的数据处理至少成比例的自适应足底屈肌扭矩。在摆动期中，根据用户偏好和脚趾间隙的视觉分析报告，提供者0.02至0.11 Nm/kg的背屈来进行。

介面踝关节成体的机械设计

7名6至31岁的视力障碍病患参与了学术研究。 确定了每个参与者的终端新发明行驶民族运动速度和均值。接下来，参与者按照分开的、预先确定的终端正因如此民族运动速度，按照随机次序未完成以下三种步行前提：穿着心理医生指定的鞋子和矫形器行驶；单独一同-行驶时与成体；动物反馈加来进行-放动物反馈的步行。抽取了每种情况最终20秒的民族运动、意志力和关节来时动数据。10个摄影机的民族运动捕食子系统（120 Hz；Vicon）和自定义标记集用于记录民族运动学数据。

数据处理动物反馈子系统至少的均值与民族运动捕食计算的均值有很强的相关性（R=0.771，p

穿鞋行驶（终端），单踝来进行（Assist）和动物反馈加来进行行驶时数据

动物反馈加上来进行行驶导致下肢伸肌扭矩和意志力增高。与终端相比，蹲期中下肢伸展和踝关节躯屈扭矩瞬时增高了50.6%± 42.9%（p=0.041）和15.7%± 分别为17.7%（p=0.03）。采行动物反馈加来进行行驶可使整个下肢的瞬时支撑扭矩增高31.7% （p=0.039）； 。单用踝关节来进行行驶不会增高瞬时支撑扭矩或下肢意志力，但会增高瞬时下肢和踝关节扭矩36.5%± 32.9%（p=0.036） 。动物反馈加来进行和单独来进行在关节扭矩或意志力特别很难统计学上的显著关联 。 推论到终端动物踝关节扭矩与动物反馈加来进行行驶时测量的动物踝关节扭矩的相对波动圆形负相关（R=0.758，p=0.048 ）。

学术研究结果表明，在可穿戴式踝关节来进行行驶时提供者数据处理步幅动物反馈可能是一种有效的CP双脚特训工具，除此以外是对于里重度躯屈肌损害的病患。 与终端相比，动物反馈加来进行几乎可以尽快改善下肢双脚、扭矩和正功率，而单独来进行则很难或更为有限的改善。 学术研究结果支持者未来学术研究动物反馈和踝关节来进行联合双脚特训的积极不稳定性。

Y. Fang and Z. F. Lerner, "Feasibility of Augmenting Ankle Exoskeleton Walking Performance With Step Length Biofeedback in Individuals With Cerebral Palsy," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 29, pp. 442-449, 2021, doi: 10.1109/TNSRE.2021.3055796.