JNER：一种超轻量级、多功能、无束缚的机器人踝关节硬壳在脑瘫患者中的可用性和性能验证

踝肌肉甲壳不太或许减慢未受伤形态和神经疾病形态的行驶战斗能力。踝肌肉是动力常规的一个相似期望，因为它在有效地的两足文研习运动中会起着这两项人物，并且是神经功能缺失形态中会相似的受制约肌肉。例如，身患单项（CP）的形态往往有踝肌肉-足底阿尔肌无力。甲壳是一种有效地的中风手段。已经有古籍验证，在站立下一阶段，双边合力与用作者的生物研习踝肌肉力矩成比部将在准确度行驶反复中会，可以增加CP小社群的更少和行驶平均速度等这两项当前。然而，早期他设计的可靠性和耐用性极差，并且验证对于身型之比45 kg的形态无效，因为驱动力产生有限，头踝框架相对右脚和头的文研习运动显著。但，CP高血压在没有科研习研究人员或技术人员干预的情况佩戴和操作方法踝肌肉甲壳的战斗能力仍然未知。

本科研习研究的第一个期望是的设计一种新型踝肌肉甲壳，并评估行驶其间的文研习运动性能。第二个期望是通过增高健康成人快速倾斜度行驶的更少，突出该电子装置的不考虑到性和多功能性这些中会等准确度到高准确度的社会活动进行这些人体性能检验，本文假设两组人在用作vs行驶时都会有显著的增加。终极期望是启动可用性评估，量化用户或其看护人在没有科研习研究人员干预的情况用作和内置仪器的小时。本文发表在《神经病研习，神经外科研习和心理疾病杂志》上（Journal of Neurology, Neurosurgery Wild Psychiatry）。

的设计了一个轻巧的双向电池供电系统的头踝甲壳。肩部内置的电机通过链条到缆线链路系统的设计驱动头踝西北侧的滑轮框架。装有陆系统的踝肌肉滑轮内置在碳纤维下行，碳纤维管也拥护外壳反作手头。碳纤维头板和右脚袖口备有了厚实而舒适的负荷转移界面。侧边上的感测器通知了一个高级高度集中器，该高度集中器主要用途在站立下一阶段备有频的躯侧阿尔肌驱动力和/或在扭动下一阶段备有恒定的背侧阿尔肌驱动力。头踝西北侧的选用嵌入德式驱动力感测器为长期闭环驱动力高度集中备有反馈。甲壳的相对于驱动力输出为30 Nm。甲壳总总重量的50%至65%（取决于配置）包含在肩部框架内，因此，将可执行增高的总重量对细胞内战斗能力的损伤减到略高于。

假肢一组系统的设计

踝肌肉框架的的设计期望是小得多限度地下降可执行总重量和右脚的度角突出，拥护反作手头，并备有刚性界面，在社会活动其间拥护和合力用作者。四肢可执行增高的总重量增高了行驶的细胞内成本，比有约端增高的来得多，并约束了甲壳的受益。摆放在在脚部侧边的部件会增高下半身相撞的后果，而后部或一侧突出或许会导致与生态系统相撞。踝肌肉框架除此以外一个单一维旋转肌肉，并通过右脚或右脚袖口和头板与用作者连接。的设计了一个选用的嵌入德式某种程度传感单元，座落在碳纤维下行皮带轮右侧，为开发在此之后某种程度或平均速度相关高度集中策略、高血压监测踝肌肉某种程度或文研习运动范围以及测定仪器的机械转速备有了一个平台。一个某种程度感测器座落在皮带轮旋转轴右侧，座落在碳纤维下行，以尽量下降框架的纵向突出。FSR信号主要用途检测站姿和扭动密切关系的匹配，并考虑到站姿其间的常规驱动力切线。

招募了六名健康成人，期望是验证仪器一般来说于无损伤的中会等准确度可到性能减慢。招募了七名CP高血压，他们的年龄和损伤总体各不相同，期望是验证仪器能够有效地地提高该高血压社群在小得多手头的测试其间的一般而言战斗能力。在本文之前的科研习研究中会，重点项目是在CP高血压的准确度高处上增高可到，试图追寻踝肌肉甲壳常规的应用，以提高小得多的文研习运动战斗能力。

六名未受伤的举例来说中会有五名在跑步机倾斜度行驶时对甲壳常规质子化较好。在测试的最后3分钟内，更少的增加部将从7.4%到18%不等，其中会一名举例来说（P5）在常规行驶时没有叠加。数据流在用作与不用作该电子装置的情况行驶时，细胞内战斗能力有9.9±2.6%（平均值±标准误差）的增加（p=0.012，d=0.59）。六名未受伤的举例来说中会有五名获得了甲壳驱动力、转动惯量和机械转速。举例来说都能够必要地启动小得多手头爬阳台的测试，无任何意外。在甲壳常规下进行小得多手头检验其间，爬过的楼层仅增高了38.4±23.6%（p=0.013，d=0.25）。尽管可到间距增高，但常规和非常规小得多手头的测试的净细胞内转速没有显著差异（p=0.49）。总的内置小时和应用程序内置小时往往随着用作次仅增大而不断下降。

在5度斜坡（左列）和阳台踏步机（右列）上进行常规行驶其间，从单个成人（P1）测定的代表性甲壳（深蓝色）和规定的（红色）驱动力、平均速度和转速切线（平均值±标准差）。

本文的仪器是所有科研习研究或商用动力仪器中会都为的踝肌肉框架之一。验证了身患CP的青少年和年长在小得多手头的测试中会用作该仪器时，能够在阳台踏步机上多爬有约40%的台阶。这为可佩带德式踝肌肉常规电子装置在高准确度文研习运动中会备有心理和生理益西北侧的发展前景备有了在此之后观念社会活动。高性能的无约束踝肌肉常规或许受约束CP高血压增高以特殊任务为导向的专业训练，已被验证在增加单项和病故中会后高血压的社会活动战斗能力层面是成功的。本文是第一项关于无约束甲壳的设计的科研习研究报告，该甲壳受约束四肢伤残的自已在没有科研习研究人员干预的情况戴上和操作方法仪器。身患单项的自已能够戴上和高度集中仪器，直到有人合力行驶（他们自己或有护理人员帮助）平均需4分钟，这指出未来在诊疗和少年时期中会的部署或许是想象的。

总之，电池供电系统的踝肌肉甲壳对于成人来说很很难用作，进一步结论指出，对于未受伤的成人、身患CP的青少年和成人，在各有不同的中风前提条件下是有效地的。

Orekhov, G., Fang, Y., Cuddeback, C.F. et al.Usability and performance validation of an ultra-lightweight and versatile untethered robotic ankle exoskeleton. J NeuroEngineering Rehabil18, 163 (2021).