使用电缆驱动的下肢康复外骨架 (C-LREX) 进行中风步行障碍纠正的模拟

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复机器人 康复机器人
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 卒中幸存者往往会经历走路障碍,需要有效的康复策略.
• 电缆驱动的外骨架为步行康复提供了一个有希望的,具有成本效益的方法.
• 数字建模有助于优化外骨设计和降低实验成本.

研究的目的:

• 研究使用电缆驱动的下肢康复外骨架 (C-LREX) 来纠正中风损伤的步态.
• 评估C-LREX模型在不同程度的障碍和人类学下追踪健康步行轨迹的能力.
• 通过使用数值模拟来确定步态校正的电缆张力要求.

主要方法:

• 开发并使用C-LREX的数值模型来模拟下肢步行.
• 模拟了不同程度的步行障碍和对象人体测量的变化.
• 分析了C-LREX模型在帮助受损四肢追踪参考轨迹方面的表现.

主要成果:

• C-LREX模型成功地协助对大多数障碍水平进行步态校正,追踪参考轨迹.
• 更高的损伤水平 (>20°关节运动范围偏差) 并未完全纠正.
• 当调整电缆路由时,受试者的人类测量变化没有影响轨迹跟踪.

结论:

• 该C-LREX数值模型可以有效地模拟形平面受损的步态模式,并识别必要的电缆张力进行校正.
• 在中风幸存者中,C-LREX显示出行走康复的潜力,严重损伤水平有局限性.
• 未来的研究应该扩大框架,包括正面平面运动和验证双平面运动辅助.