步态矫正训练对老年糖尿病危险足患者足底压力的影响

目的探讨步态矫正训练对老年糖尿病危险足患者足底压力的影响。方法选取2022年9-10月在上海市2家社区卫生服务中心就诊的老年糖尿病危险足患者88例,采用抽签法将1家社区卫生服务中心的43例患者作为对照组,另1家社区卫生服务中心的45例患者作为观察组,干预过程中,观察组失访2例,对照组失访1例,最终纳入分析的患者共85例,其中对照组42例,观察组43例。对照组接受社区糖尿病健康教育及社区常规运动,观察组在对照组的基础上进行步态矫正训练,均进行为期3个月的干预。比较2组患者干预前后左、右足足底压力相关指标(峰值压力、冲量和最大力)。结果干预3个月后,观察组左、右足的峰值压力、冲量及最大力均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论步态矫正训练可降低老年糖尿病危险足患者左、右足的峰值压力、冲量及最大力等足底压力相关指标,改善下肢功能,预防及减少足溃疡的发生风险。

轻型爬行制孔机器人调姿纠偏分析

飞机结构件连接以机械连接为主,连接孔的位置精度和表面质量对飞机的使用寿命及安全性有着重要影响。制孔设备的智能化、自动化、柔性化直接影响着飞机制造的质量、效率、成本等。国内对于自动化制孔设备的研究与应用还在较为初级的阶段,并未大规模投入使用,研制此类设备具有重大意义。为此研制了爬行制孔机器人,并使用旋量法针对研制的爬行制孔机器人的运动进行计算分析。首先,计算爬行制孔机器人的调姿以及纠偏运动的自由度,随后对该机器人的调姿和纠偏运动进行解算,并分析了机器人运动过程中的运动特点,为未来控制系统设计打下基础。

弹力带在偏瘫患者步态矫正训练中的临床应用

目的:探讨运用弹力带训练方式对偏瘫患者异常步态改善的临床疗效。方法:选择符合治疗条件的48例偏瘫患者随机分为观察组和对照组各24例,均进行以Bobath技术、运动再学习为主的治疗,观察组加以弹力带抗阻、环绕式扭曲法进行步态矫正训练。训练前后分别对患侧下肢股四头肌、小腿三头肌肌张力进行改良Ashworth评分及下肢FMA评分,躯干骨盆控制能力、患腿负重能力及步行能力进行评定和比较分析。结果:连续训练6周后,观察组患者股四头肌、小腿三头肌Ashworth评分明显低于对照组,下肢FMA评分和患肢负重能力较对照组明显提高(均P<0.05);躯干骨盆控制能力和步行速度也明显高于对照组(P<0.01)。结论:偏瘫患者康复过程中加用弹力带抗阻、环绕式扭曲法训练可显著矫正异常步态,提高步行能力。

儿童内八字足底压力特点及矫正效果探析

借助footscan足底压力测试系统、丹尼斯·布朗矫形鞋等仪器,对40名3~5岁双侧内八字步态儿童和20名正常步态儿童进行对比分析,旨在揭示内八字步态儿童步向角、足跟外翻角、足底峰值压强分布等足底压力特点;通过40名内八字儿童为期6个月的矫正实验,对比分析矫正前、后的足底压力特征,客观地了解和评价不同方案的矫正效果,为探讨标本兼治的内八字步态矫正方法提供依据。研究显示,内八字步态特征:1)儿童内八字步态按步向角可分为轻、中、重三个级别,即-10°<轻度<0°,-18°≤中度≤-10°,重度<-18°;2)与正常步态儿童相比,内八字儿童的步向角和足跟外翻角都存在非常显著性差异,内八字步态儿童Toe 1、M4、M3和HM足底峰值压强大且均有显著性差异;3)正常步态足前、中、后相对冲量的比值约1∶5∶2,而内八字步态约为1∶0.2∶0.2。矫正实验结果显示,1)以步向角是否在正常范围内为标准,6个月后,丹尼斯·布朗鞋的矫正成率为100%,仅改变不良动作的成功率为38.5%;2)与正常步态儿童相比,两种方案矫正成功后的内八字儿童,行走时的步向角、足跟外翻角、部分区域峰值压强及相对冲量仍然有显著性差异。结论:1)内八字步态伴随不同程度的足跟外翻;2)相对于正常步态儿童,内八字步态儿童足底各部位峰值压强、相对冲量分布不均匀,不合理,有导致足底骨肌系统慢性损伤和不适症的可能;3)相对来说,矫形鞋可以促进儿童内八字步态在较短时间内,更快的趋于正常范围,但矫形鞋和仅改变不良动作的方法均不是理想的矫正方案。建议:对儿童内八字生物力学特征进行更深层次的综合研究,从肌肉力量训练角度寻找标本兼治的矫正方法。

可穿戴式自主定位技术的零速触发算法研究

所谓步态,即指人们在行走时躯干与腿的姿势,以及脚部接触地面时的状态。现如今,相关步态特征的应用技术已飞快地发展了起来。并在安全系统、人机交互、导航定位、医疗诊断等方面有了广泛的应用。而本文将提出一种利用三条件法将可穿戴式MEMS IMU(Inertial Measurement Units)用来实现检测静止步态的技术,此技术可以在定位领域,将检测出的静止状态作为一种触发条件,为零速修正、地磁角度更新等静态校准技术服务,从而使得定位的实时性和精确性得以更好的保障。本文通过将IMU分别安置在人体的脚部,腰部和胸部进行静止步态的检测,最终通过测试数据的仿真得出结论:将IMU放在脚部的静态检测效果要远远好于其他两种情况。

具有半球形足端的六足机器人步态修正算法

针对六足机器人步行时由于半球形足端滚动影响造成的机器人躯体轨迹偏差问题,提出一种步态修正算法.指出大半径半球形结构作为六足机器人的足端设计方案所具备的优势及其在支撑相中存在的足端滚动问题.通过提出理想立足点的概念,对三维空间内机器人单腿运动学模型进行修正,对理想立足点与实际立足点之间的偏差量进行分析,建立全方位步行时理想立足点与单腿各关节转角之间的运动学正/逆解关系.通过仿真对比分析修正前后单腿根关节运动轨迹,验证修正算法的有效性.实验结果表明,修正算法既能够更好地避免足端与地面产生相对滑动从而显著改善机器人步行时的方向偏离问题,又能够在一定程度上降低系统能耗.

肌电生物反馈疗法与步态训练矫正仪对脑卒中偏瘫患者足下垂的治疗效果对比

目的应用肌电生物反馈疗法与步态训练矫正仪治疗脑卒中偏瘫足下垂患者,观察足下垂的改善效果。方法86例脑卒中偏瘫足下垂患者随机分为对照组与研究组各43例,对照组应用步态训练矫正仪进行治疗,研究组应用肌电生物反馈疗法进行治疗;治疗2个疗程后,检测两组患者治疗前后步行改善情况,并应用Berg平衡量表(BBS)评估患者平衡能力、Fugl-Meyer运动功能量表评估患侧下肢运动功能,Holden步行功能分级评价步行能力。结果治疗后,研究组患者Brunnstrom分级优于对照组;踝背伸ROM和10m步行速度高于对照组;"起立—行走"计时低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。研究组患者治疗后BBS、Ful-meyer评分和Holden分级分别为39.50±6.92分、30.52±3.96分和3.12±0.71级,均显著高于对照组(P<0.05)。结论肌电生物反馈疗法与步态训练矫正仪治疗对于脑卒中偏瘫足下垂均具有较好的改善作用,应用肌电生物反馈疗法患者踝关节活动范围、步行速度等步行异常状态改善效果更明显。

一种辅助足下垂步态训练的功能电刺激器控制方法

设计并搭建一个创新性的功能电刺激器控制方法,用于矫正脑卒中患者偏瘫后的足下垂步态,改善下肢运动质量。功能性电刺激器控制方法由运动捕捉系统和单片机控制器组成,实时采集行走过程中的运动学信息,从运动学信息中提取特征,来判断测试者所处的步态时相,当检测到处在最优的电刺激时相时,启动对胫骨前肌的电刺激。目前,已在正常人身上验证控制方法的可行性。相对于传统的控制方式,该方法可以更准确地找到最优电刺激时相,对改善足下垂患者的异常步态效果更明显,而所采集的数据可作为训练结束后的康复效果评估。

基于方向补偿匹配算法和脚跟着地特征的鲁棒步态识别

针对步态识别中传感器方向不一致和动作信号分割问题,提出利用方向补偿匹配算法解决传感器方向不一致问题,利用脚跟着地的观测特征计算似然度.首先,通过IMUZ传感器获得动作的加速度和旋转速度,根据加速度计算出脚跟着地(HST)特征的似然度;然后,利用IMUZ传感器的旋转矩阵进行倾斜校正,利用方向补偿信号匹配算法解决传感器方向不一致问题;最后,通过计算数据库样本与探针样本的距离获得匹配度.实验结果表明,与固定窗口方法、动态窗口方法、运动角联合方法和传感器融合方法相比,本文方法对5种步态类别的识别率更加稳定,对4种步态的识别率明显高于其他方法.

下肢机器人训练对脑卒中偏瘫患者三维步态分析系统测试结果的影响

目的以三维步态分析系统评价下肢机器人训练对偏瘫患者步行能力的改善作用。方法前瞻性选取襄阳市中心医院2016年5月至2018年5月期间康复科收治的80例脑卒中偏瘫患者,以随机数表法分为机器人组、对照组各40例。均给予康复治疗,期间对照组给予常规步态纠正训练,机器人组在此基础上应用下肢机器人进行步行训练。治疗前和治疗两个疗程(4周为一个疗程)后应用tma三维步态分析系统测试所有患者步行能力,包括步态时空参数、步态时相参数、下肢关节活动度、地面反作用力峰值等。结果三维步态分析显示,治疗前两组步态时空参数、步态时相参数、下肢关节活动度、地面反作用力峰值等无统计学差异(P> 0.05),治疗后各项参数、关节活动角度、地面反作用力均显著改善(P <0.05);但与对照组相比,治疗后机器人组步速、步频、跨步长显著高,步宽明显小(P <0.05),患侧下肢支撑期百分比明显高,健侧与患侧支撑期比值、双支撑期百分比明显低(P <0.05),最大髋关节、膝关节屈伸角度与最大踝关节背屈跖屈角度明显大(P <0.05),向前地面、垂直地面反作用力峰值占体重百分比明显高(P <0.05)。结论步态纠正训练基础上应用下肢机器人进行步行训练可有效改善脑卒中偏瘫患者步行能力,且三维步态分析可作为疗效的客观评价工具。

本体感受鞋垫对于儿童功能性平足的矫正效果

儿童功能性平足是最常见的一种平足类型,利用本体感受鞋垫矫正儿童功能性平足是一种新型的主动干预手段,它与传统被动式的力学矫正鞋垫具有完全不同的原理。本文选择54例功能性平足儿童进行本体感受鞋垫与力学步态矫正鞋垫适配对比测试。通过分析足弓角度、舟状骨侧凸距离、内侧足弓高度、足跟外翻角度四项指标得出对比数据。结果显示,本体感受鞋垫相对于力学步态矫正鞋垫,从生物力学、材料学、肌肉动力学三个方面均具有较大优势。四项指标对比均具有统计学显著性差异(P<0.05)。本体感受鞋垫是未来儿童功能性平足矫正领域的一个发展方向。

基于在线ZMP校正的下肢外骨骼上楼梯步态规划

为提高下肢外骨骼机器人上楼梯的稳定性,合理的步态规划与误差校正是至关重要的两个方面,为此,提出一种上楼梯过程中零力矩点(ZMP)的在线校正方法。首先,建立下肢上楼梯的运动模型,并进行运动学分析,利用5次B样条曲线进行下肢关节轨迹规划。其次,针对由穿戴过程中人不稳定扰动作用造成的实际与规划ZMP轨迹之间的较大误差,采用在线ZMP校正进行调节。最后,通过仿真和实际实验证明,这种在线校正能够明显减小机器人的ZMP误差,提高机器人ZMP的稳定裕度,保证下肢机器人系统的整体稳定性。

肌肉能量技术联合步态矫正训练对老年膝骨关节炎患者的影响

目的:探究肌肉能量技术联合步态矫正训练对老年膝骨关节炎患者的影响。方法:选择2020年5月-2022年3月福建中医药大学附属康复医院收治的106例老年膝骨关节炎患者。根据随机数字表法将其分成对照组(n=53)及研究组(n=53)。两组均给予基础治疗,对照组给予步态矫正训练,研究组给予肌肉能量技术联合步态矫正训练。比较两组训练前及训练4周后膝关节疼痛程度、膝关节功能、日常生活能力。结果:训练4周后,两组膝关节视觉模拟评分法(VAS)评分均降低,研究组膝关节VAS评分[(2.20±0.39)分]低于对照组[(4.72±1.18)分](P<0.05)。训练4周后,两组骨关节指数评分法(WOMAC)评分均降低,Lysholm膝关节评分量表(LKSS)评分均增高,研究组WOMAC评分[(41.26±5.64)分]低于对照组[(58.83±5.71)分],LKSS评分[(85.56±6.02)分]高于对照组[(77.39±7.83)分](P<0.05)。训练4周后,两组Barthel指数(BI)评分均增高,研究组BI评分[(88.23±6.05)分]高于对照组[(80.85±5.34)分](P<0.05)。结论:肌肉能量技术联合步态矫正训练能更好地缓解老年膝骨关节炎患者关节疼痛,促进膝关节功能康复,改善日常生活能力,可于临床推广。

基于九轴传感器的行人室内定位方法

针对由步数、步长精度和航向角偏移带来的定位误差,提出一种基于九轴传感器的行人室内定位方法。利用一种改进的波峰检测法实现精准计步,利用传感器姿态的变化情况识别出原地踏步;在启发式随机漂移消除法(HDE)算法的基础上,提出一种基于主方向的航向修正方法对航向角进行修正;利用一种非线性步长估计模型对行走时的步长进行估算。实验结果表明,该方法切实有效地降低了步态检测的误差,优化了由陀螺漂移而产生的航向角发散问题,提高了用户在步长多样化时的估计精度。

星球车步态规划与修正

研究了具蠕动功能的星球车移动系统。根据土壤力学特性和轮壤作用原理,对三种常用步态方案运动参数对轮壤作用的影响进行了分析,优化运动模式,提出了两种步态修正方案,以改善车轮受力方式,提高运动效率。试验结果验证了修正方案可有效提高星球车在松软路面蠕动行进效率。

基于改进零速修正算法的行步步长计算方法

行走疲劳容易导致老年人摔倒,如果能够检测疲劳程度,就有可能降低老年人的摔倒风险。为此,以低成本、高精度实时检测为目标,设计了一种基于多传感器数据融合的步态采集系统。该系统可同步采集人体单脚的踝关节三维加速度数据、三维角速度数据、三维磁场数据以及脚底8个位置的压力数据,通过无线蓝牙方式发送到上位机进行数据分析和参数计算。针对传统零速修正算法的步长计算存在计算繁琐、精度不高的问题,通过脚底8个位置的压力数据划分步态时相,结合步态运动学分析,确定行人每一步的零速时刻来对陀螺仪测量值进行补偿以改进零速修正算法。实验结果表明,改进的步长计算算法较传统的步长计算算法降低了累积误差,可以高精度检测行人步态参数。

自制偏瘫步行矫正带对慢性期脑卒中患者伸肌协同偏瘫步态的运动学及时空参数影响

目的观察自制偏瘫步行矫正带对慢性期脑卒中患者典型伸肌偏瘫步态的运动学参数及时空参数影响。方法选取慢性期脑卒中后偏瘫患者30例，按随机数字表法随机分为对照组与步行矫正带组，每组患者15例。2组患者均给予常规康复治疗，对照组在常规康复治疗的基础上增加步行训练，训练时根据患者下肢的异常情况予以口头指令和必要时的手法辅助，每日训练1次，每次训练30min，每周训练5次，连续训练3周。步行矫正带组在常规康复治疗的基础上进行步行矫正带辅助下的步行训练，每日1次，每次训练30rain，每周训练5次，连续训练3周。于治疗前和治疗3周后（治疗后）分别对2组患者进行简易三维步态分析测试以获得步态的运动学参数和时空参数。结果治疗后，步行矫正带组偏瘫侧下肢关节角度的屈髋峰值和屈膝峰值分别为（37．7±5．9）°和（40．6±7．5）°，与组内治疗前和对照组治疗后比较，差异均有统计学意义（P〈0.05）。治疗后，2组患者的步速、步频、步幅与组内治疗前比较，差异均有统计学意义（P〈0.05），且步行矫正带组治疗后的步速、步频、步幅分别与对照组治疗后比较，差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论偏瘫步行矫正带可显著改善偏瘫侧摆动相屈髋和屈膝的幅度，提高偏瘫患者的步行能力。