基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量的步態(tài)訓練反饋系統(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)，對于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的康復(fù)來說具有重要的意義。然而，常見的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量方法需要通過步態(tài)實驗室中配備的運動捕捉系統(tǒng)和固定的測力臺來實現(xiàn)，這對于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的臨床治療和日常康復(fù)來說并沒有實際作用。本論文的目的是針對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的步態(tài)訓練和日常康復(fù)，設(shè)計一套基于可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量的步態(tài)訓練反饋系統(tǒng)。在這套傳感系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩在日?；顒又械膶崟r測量，

2、首先設(shè)計了可穿戴式膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩測量方法。在此基礎(chǔ)上，針對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者常見的步態(tài)訓練方法，設(shè)計出對應(yīng)的可穿戴式步態(tài)訓練反饋系統(tǒng)。
　　在這套可穿戴傳感系統(tǒng)中，利用六個分布在足底的壓力傳感器和一個位于足面的運動傳感器實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的可穿戴式測量和步態(tài)訓練反饋。六個壓力傳感器位于足底典型受力區(qū)域，用于實現(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)和實驗室采集到的膝關(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)收力矩的計算。穿戴于足面上的運動傳感器用于捕捉行走過程中腳的姿態(tài)，實現(xiàn)行走過程足行進角進行檢測。通過對檢測到的角度進行判斷來控制運動傳感器的外接振子振動，從而實現(xiàn)行走過程步態(tài)的訓練和反饋。
　　為了判斷所設(shè)計的可穿戴式傳感系統(tǒng)的可行性，進行了三次實驗探究。第一次實驗對比了膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的計算值和參考值，實驗結(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)計的膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可穿戴式測量方法是準確且可行的。第二次