一个可穿戴的生物反装置,用于在部分承重行走时监测骨负荷

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 康复工程 康复工程 康复工程
• 整形外科 整形外科 整形外科

背景情况:

• 在骨骨折手术后,部分承重步伐康复是标准的.
• 目前的生物反装置依赖于地面反应力 (GRF),不充分反映骨负载.
• 精确的小腿骨负荷监测对于优化骨折愈合和功能恢复至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的生物反系统,用于在步行康复过程中测量骨力.
• 为了比较混合物理引导的神经网络模型与传统方法的预测性能.
• 突出监测临床实践中对GRF的实际部力量的重要性.

主要方法:

• 开发一种使用惯性测量单元和仪器内的非侵入性生物反系统.
• 应用混合方法,结合基于物理的模型和神经网络来预测骨力.
• 在各种负重行走条件下收集实验数据.

主要成果:

• 与传统的基于物理的算法相比,物理引导的神经网络表现出优异的预测性能.
• 在所有测试的行走条件下,部峰值力始终高于部峰值GRF.
• 部力峰值的时间并不总是与垂直GRF峰值的时间一致.

结论:

• 监测实际的骨力量,而不是仅仅是GRF,对于有效的骨骨折患者的步行康复是必要的.
• 开发的便携式生物反设备为现实世界步行训练提供了可靠的,非侵入性的解决方案.
• 这项技术可以帮助优化患者康复策略并改善结果.