基于实时足底压力反馈的双平面髋关节外骨骼增强老年人步态稳定性研究

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：A Dual-Plane Wearable Hip Exoskeleton with Continuous Plantar Force Feedback for Proactive Balance Assistance During Gait

　　

摘要：

助行外骨骼为补偿老龄化人口中与年龄相关的步态移动能力衰退提供了一种潜在的解决方案。不幸的是，现有的外骨骼经常面临两个主要限制：缺乏连续的动力学反馈以及无法执行用于平衡辅助的纠正动作，而这些对于确保持续的步态稳定性至关重要。为了解决这些限制，本研究提出了一种基于实时足底压力（即动力学数据）反馈的动态双平面髋关节外骨骼，以增强老年人的步态稳定性。值得注意的是，该髋关节外骨骼能够连续地实现矢状面动力辅助和冠状面平衡调节的协同控制。通过在线步态模式更新，整合了人在回路（Human-in-the-Loop）控制策略。针对健康人和老年受试者的步态实验表明，与仅采用矢状面辅助相比，我们的双平面髋关节外骨骼系统不仅有效提高了步态动力学的效率，还显著改善了基于压力中心（CoP）的局部动态稳定性。