Path control: a method for patient-cooperative robot-aided gait rehabilitation

摘要

步态康复机器人在神经康复中越来越重要。传统设备经常受到批评，因为它们仅限于再现预定义的运动模式。对患者合作控制策略的研究旨在改善机器人行为。机器人应仅在需要时为患者提供支持，并刺激他们做出最大的自愿努力。本文提出了一种患者合作策略，可以使患者影响其沿着生理学有意义的路径进行腿部运动的时机。在这种“路径控制”策略中，顺应性虚拟墙将患者的腿保持在所需空间路径周围的“隧道”内。额外的支撑扭矩使患者能够以更少的努力沿路径移动。图形反馈提供了视觉训练指导。评估了10位健康受试者和15位脊髓不完全损伤受试者的路径控制策略。记录的运动学数据的时空特征表明，采用新策略后，受试者的行走具有较大的时间变异性。肌电图数据表明受试者正在更积极地训练。大多数iSCI受试者能够主动控制步态时机。因此，该策略允许患者在被帮助而不是由机器人控制的同时训练步行。