机器人辅助的体重卸载对地面行走期间生物机械运动模式的急性影响

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 人类运动科学科学 人类运动科学
• 康复工程 康复工程 康复工程

背景情况:

• 身体重量卸载 (BWU) 被用于康复和训练,以减少动力要求.
• 现有的BWU方法可能不均地保留了自然的生物机械运动模式.
• 在BWU下缺乏走路轨迹的全面生物力学分析.

研究的目的:

• 研究机器人辅助BWU对健康成年人运动,动力和时空步行参数的影响.
• 用时间连续方法分析步态,重点关注身体质量中心的动态卸载.
• 为了确定动态BWU是否保持正常的步态模式.

主要方法:

• 20名健康的年轻人以自己选择的速度在各种BWU水平 (0-50%) 走路.
• 3D运动捕捉记录了动力学数据 (联合角度) 和地面反应力 (GRF).
• 使用统计参数映射 (SPM) 分析时间连续数据;使用ANOVA分析离散数据.

主要成果:

• 增加BWU导致GRF,关节时刻,关节角度,步行速度,步伐长度和节奏的减少.
• 观察到的效应部分归因于步行速度降低和BWU增加.
• 虽然动力和动力学变量的幅度下降,但步态轨迹形状在很大程度上保持一致.

结论:

• 动态机器人辅助的BWU有效地减少了在地面上行走时的动力要求.
• 这种方法在健康的年轻人中保留了生物机械上正常的步态模式.
• 动态BWU是康复和培训环境的一个有希望的方法.