基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量的步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng).pdf

1、膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩是判斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的重要參數(shù)，對(duì)于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的康復(fù)來(lái)說具有重要的意義。然而，常見的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量方法需要通過步態(tài)實(shí)驗(yàn)室中配備的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和固定的測(cè)力臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的臨床治療和日常康復(fù)來(lái)說并沒有實(shí)際作用。本論文的目的是針對(duì)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的步態(tài)訓(xùn)練和日常康復(fù)，設(shè)計(jì)一套基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量的步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)。在這套傳感系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩在日?；顒?dòng)中的實(shí)時(shí)測(cè)量，

2、首先設(shè)計(jì)了可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測(cè)量方法。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者常見的步態(tài)訓(xùn)練方法，設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的可穿戴式步態(tài)訓(xùn)練反饋系統(tǒng)。
　　在這套可穿戴傳感系統(tǒng)中，利用六個(gè)分布在足底的壓力傳感器和一個(gè)位于足面的運(yùn)動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的可穿戴式測(cè)量和步態(tài)訓(xùn)練反饋。六個(gè)壓力傳感器位于足底典型受力區(qū)域，用于實(shí)現(xiàn)行走過程中足底壓力的采集。利用行走過程中采集到的足底壓力數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室采集到的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩參考值，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用于

3、膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的計(jì)算。穿戴于足面上的運(yùn)動(dòng)傳感器用于捕捉行走過程中腳的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)行走過程足行進(jìn)角進(jìn)行檢測(cè)。通過對(duì)檢測(cè)到的角度進(jìn)行判斷來(lái)控制運(yùn)動(dòng)傳感器的外接振子振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)行走過程步態(tài)的訓(xùn)練和反饋。
　　為了判斷所設(shè)計(jì)的可穿戴式傳感系統(tǒng)的可行性，進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)探究。第一次實(shí)驗(yàn)對(duì)比了膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的計(jì)算值和參考值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果兩條曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.9且誤差小于0.4，這證明了所設(shè)計(jì)的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可穿戴式測(cè)量方法是準(zhǔn)確且可行的。第二次