开发一个用于功能电刺激治疗的闭环控制器,以及用于站立平衡训练的视觉反平衡训练
Jae W Lee1, Emerson Grabke1, Kelvin Chow1
1Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto, 164 College St., Toronto, ON, M5S 3G9, Canada; KITE-Toronto Rehabilitation Institute, University Health Network, 520 Sutherland Dr., Toronto, ON, M4G 3V9, Canada.
Medical engineering & physics
|October 20, 2024
概括
这项研究开发了一种新的系统,将功能电刺激 (FES) 与视觉反平衡训练 (VFBT) 结合起来,以改善不完全脊髓损伤 (iSCI) 患者的平衡. 系统 系统 系统
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 康复工程 康复工程 康复工程
- 生物力学 生物力学
背景情况:
- 不完全脊髓损伤 (iSCI) 患者经历了显著的平衡障碍和增加的跌倒风险.
- 众所周知,特定任务的视觉反平衡训练 (VFBT) 和功能电刺激 (FES) 疗法可以单独改善运动功能和平衡.
- 结合这些疗法可能为iSCI的平衡恢复提供协同效益.
研究的目的:
- 开发和评估一个新的系统,将FES与VFBT (FES+VFBT) 集成在一起,以加强直立平衡控制.
- 为FES+VFBT系统设计一个控制器,为关键腿部肌肉提供生理相关的电刺激.
- 评估控制器在平衡任务中模仿自然肌肉激活模式的能力.
主要方法:
- 开发了一种新的FES+VFBT系统,在VFBT过程中为 (SOL) 和前 (TA) 肌提供电刺激.
- 来自执行平衡任务的有能力人员的动力学,动力学和电肌图 (EMG) 数据被用于设计FES控制器.
- 控制器输出 (刺激强度) 与记录的SOL和TA EMG进行了比较,以验证生理相关性.
主要成果:
- 在大多数VFBT任务 (除了目标任务) 中,控制器在其输出和记录的SOL和TA EMG之间显示出很高的相关性.
- 这表明控制器可以生成与平衡练习期间自然肌肉激活一致的电刺激模式.
- 开发的系统显示了在平衡训练期间提供有针对性的肌肉刺激的前景.
结论:
- 在平衡训练期间,FES+VFBT系统是一种可行的方法,可以在生理上提供相关的肌肉刺激.
- 这种联合疗法有可能在SICI患者中协同改善站立平衡.
- 需要进一步的研究来证实FES+VFBT在患有iSCI的临床人群中的疗效.
