针对内侧膝骨关节炎患者的特定主题机器人引导离轴步态训练效果

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Effects of Subject-Specific Robot-Guided Off-axis Stepping Training in Individuals with Medial Knee Osteoarthritis

　　

摘要：

较高的膝关节内收力矩峰值已被确认为导致膝关节内侧骨性关节炎发病的关键生物力学因素，同时它还能减少内侧关节的过度负荷，并在功能性负重步态运动中提升前侧平面的神经肌肉控制能力，从而延缓疾病进展。而前侧平面神经肌肉控制的缺陷则会增加关节不稳定性，加速疾病发展。尽管利用实时生物反馈的步态调整策略已能降低膝关节内收力矩峰值，但大多数干预措施对所有患者采用相同的调整方法，且未能充分评估降低膝关节内收力矩训练与神经肌肉控制训练对关节负荷、神经肌肉稳定性以及功能表现的综合影响。为此，研究人员开发了一种针对个体差异的机器人式偏轴椭圆训练系统，通过调整脚步前进角度来分别提升前侧平面的神经肌肉控制能力并降低膝关节内收力矩峰值。在13名患有膝关节内侧骨性关节炎的患者中，经过18次指导性训练后，该训练系统成功降低了患者的膝关节过度负荷，提升了前侧平面稳定性。该训练系统在患者持续步态行走时缓慢调整脚步前进角度，且患者不会察觉到这种调整，以此确定能够有效降低膝关节内收力矩峰值的最佳角度。此外，训练中还结合了实时三维膝关节力矩反馈，以及前侧平面脚板自由滑动训练。六周训练结束后，患者的膝关节内收力矩峰值、滑动不稳定性以及最大侧向滑动距离均有所显著下降，同时步速也有明显提高。临床评估显示，患者的KOOS症状评分和疼痛评分都有所改善，20米步行测试、30秒坐起站定测试、地面行走速度以及双侧步幅等功能表现也得到了提升....

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