功能电刺激的混合和自适应控制,以纠正中风后患者的半步行

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复技术 康复技术 康复技术
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 功能电刺激 (FES) 通常用于中风后的脚下降,主要针对在摇摆阶段的前 (TA).
• 胃肌 (GAS) 肌肉在中风后行走的姿势阶段的作用也受到影响,但GAS的FES应用得到了较少的关注.
• 需要更全面的FES策略来解决中风后患者的摇摆和立场阶段肌肉缺陷.

研究的目的:

• 开发和评估一种适应时间和强度的新型FES控制策略,适用于TA和GAS肌肉.
• 评估这种先进的FES系统对中风后个体的步态动力学和动力学的整形效应.
• 为了研究混合,适应性FES系统在足垂正中临床应用的潜力.

主要方法:

• 开发了一个新的控制策略,结合速度适应 (SA) 模块来调节刺激时间和代学习控制 (ILC) 模块来调节强度.
• 该系统利用实时动力学和动力学数据在摇摆 (TA) 和姿势 (GAS) 阶段进行自适应控制.
• 八名患有中风后落脚的患者在三个条件下进行了评估:没有刺激 (NS),FES仅对TA (SA-ILC DS),FES对TA和GAS (SA-ILC DPS).

主要成果:

• 结合TA和GAS刺激 (SA-ILC DPS) 与NS和TA-only FES相比,显著增加了脚脚下,膝盖和前部地面反应力.
• 与没有刺激相比,FES (这两种条件) 显著改善了摆动阶段最大背部屈曲.
• 根据SA-ILC的DPS策略,相对于目标参数,可以最大限度地减少角度和力误差,从而显示出更高的控制精度.

结论:

• 开发的混合和自适应FES控制策略 (SA-ILC DPS) 为中风后的脚下降提供了显著的整形效益.
• 与TA和GAS同时进行的FES,具有适应时间和强度,与TA-only刺激相比,提供了优越的步态改善.
• 这种先进的FES系统显示出未来临床康复应用的巨大潜力.