用于抓握动作恢复的功能电刺激多通道优化策略：一项初步研究

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Multichannel Optimization Strategy for Functional Electrical Stimulation in Grasp Gesture Restoration: A Pilot Study

　　

摘要：

抓握困难会显著降低中风或脊髓损伤患者的生活质量。多通道功能性电刺激技术可以通过选择性激活电极来实现精准、有针对性的肌肉激活，为神经康复中的运动功能恢复提供了一种有前景的方法。然而，由于需要针对不同手势进行校准，该系统的应用范围受到限制，无法满足日常生活中所需要的各种高度协调的手部动作。我们提出了一种基于生物物理原理的建模方法，能够选择最佳的多通道刺激模式，从而实现多种可预测的抓握手势。该方法将个体特有的肌肉特性纳入生物电场模型中，该模型可以量化空间干扰因素，并帮助选择最优的刺激模式。该系统在涉及手腕和手指关节协调运动的多种抓握手势上进行了测试。实验结果表明，所提出的建模方法能够有效区分不同的功能刺激模式，在所有测试的手势类别中，优化配置下的平均抓握准确率达到了0.97。这些结果表明，所提出的方法能够在多种功能性抓握任务中实现高效且灵活的神经肌肉控制。此外，该方法还能根据个体的生理特点进行调整，具备很强的通用性，为临床应用提供了宝贵的参考。