基于可编程触觉接口技术的糖尿病足生物反馈系统研发

目的糖尿病患者步态异常所致的足底压力升高是其发生足溃疡的重要生物力学因素之一。研究表明,糖尿病周围神经病变(DPN)引起患者足底力觉感知能力下降,限制对步态异常作出适应性调整的能力;因而矫正步态异常是解决患者足底压力分布不均和缓解足底软组织局部持续高压的核心所在。方法本研究提出一种具备可编程触觉接口的糖尿病足生物反馈系统。该系统采用大面积微振动阵列,提供良好的柔性可拉伸交互界面,并通过智能算法产生带有不同时空参数的振动序列,为辅助DPN患者步态矫正,提供一种落地模式方向指引的触觉反馈系统。为评价系统反馈功能,自定义9种不同时序的触觉振动序列,并通过视觉模拟量表(VAS)评分;随后自定义14种相同时序不同方向(垂直、水平、斜)的振动序列,模拟对于不同落地学习中的认知负荷。结果在不同时序的触觉振动序列实验中,起振延时间隔300 ms和300 ms振动持续时间效果最佳;在不同方向的序列振动实验中,穿戴者对垂直方向的平均判断准确率最高为95.68%,同时平均氧合血红蛋白浓度最少为0.10 umolar,相较于其他方向存在显著性差异。结论本研究提出的触觉接口技术能够为佩戴者提供直观有效的落地模式方向指引,是辅助DPN患者实现步态再训练的重要手段,为糖尿病足溃疡主动防护提供新技术支撑。