JNER：一种超轻量级、多功能、无约束的机器人踝关节外骨骼在脑瘫患者中的可用性和性能验证

踝关节甲壳无论如何增强未均受伤个体和神经病因个体的拖动战斗能力。踝关节是动力专门建筑设计的一个相似目标，因为它在必需的两足爱国运动中亦会起着不可忽视，并且是神经功能功能障碍个体中亦会相似的均受影响关节。例如，患有单项（CP）的个体举例来说有踝关节-足底阿尔躁郁症。甲壳是一种必需的中风方法。从未有文献断定，在肩膀阶段，双边协力与预设的生物踝关节力矩成比例在程度拖动反复中亦会，可以提升CP小族裔的能源消耗和拖动速度等关键这两项。然而，早期原型的耐用性和耐用性很低，并且断定对于体形大于45 kg的个体无效，因为负载产生有限，脚上踝元件相对于腿部和脚上的爱国运动特别是在。但，CP病人在不能研究者管理人员或技术管理人员默许的情况佩带和操纵踝关节甲壳的战斗能力无论如何未知。

本研究者的第一个目标是建筑设计一种新型踝关节甲壳，并检验拖动长期的爱国运动性能指标。第二个目标是通过降低卫生成年人较快垂直拖动的能源消耗，突出该电子装置的涉及性和多功能性这些中亦会等低压到高低压的文艺活动进行这些人体内性能指标实验，本文假设组人在使用vs拖动时都亦会有特别是在的提升。最终目标是启动可用性检验，量化其他用户或其看护人在不能研究者管理人员默许的情况使用和加装器材的时间。本文刊发在《神经病兼修，神经外科兼修和精神病兼修杂志》上（Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry）。

建筑设计了一个配重轻的双向电池组供电的脚上踝甲壳。大腿加装的电子零件通过链条到线缆以太网系统驱动脚上踝处的滑轮元件。装有仪表的踝关节滑轮加装在尼龙道口，尼龙管也支持外壳反作用力。尼龙脚上板和腿部肩带获取了坚固而舒适的负荷转移用户界面。侧边上的感测器接到了一个现职电源，该电源用于在肩膀阶段获取自适应的跖内侧阿尔肌负载和/或在转动阶段获取恒定的背内侧阿尔肌负载。脚上踝处的应用软件笔记本电脑负载感测器为长时间级联负载控制获取该系统。甲壳的峰值负载输出为30 Nm。甲壳总配重的50%至65%（取决系统建筑设计）包含在大腿元件内，因此，将用户端增大的配重对代谢战斗能力的损害降到最低。

假肢都是由系统

踝关节元件的建筑设计用意是第二大限度地减少用户端配重和腿部的横向突出，支持反作用力，并获取钢制用户界面，在文艺活动长期支持和协力预设。身体用户端增大的配重增大了拖动的代谢开销，比外侧增大的更多，并约束了甲壳的均受益。放于在下肢内内侧的零部件亦会增大下肢断裂的风险，而后部或外内侧突出可能亦会导致与自然环境断裂。踝关节元件包括一个单自由度旋转关节，并通过腿部或腿部肩带和脚上板与预设连接。建筑设计了一个应用软件的笔记本电脑角度传感单元，设于尼龙道口皮带轮上方，为开发重新角度或速度涉及控制策略、病人监测踝关节角度或爱国运动范围以及测量器材的机械功率获取了一个模拟器。一个角度感测器设于皮带轮旋转轴上方，设于尼龙道口，以尽量减少元件的横向突出。FSR信号用于检测惯常和转动之间的转换，并确定惯常长期的专门建筑设计负载曲率。

征募了六名卫生成年人，用意是断定器材适用于无损伤的中亦会等低压徒步性能指标增强。征募了七名CP病人，他们的年龄和损伤程度各不相同，用意是断定器材必须必需地提高该病人族裔在第二大用力验证长期的有氧战斗能力。在本文之前的研究者中亦会，重点是在CP病人的程度斜坡上增大徒步，试图探索踝关节甲壳专门建筑设计的运用，以提高第二大的爱国运动战斗能力。

六名未均受伤的组织者中亦会有五名在跑步机垂直拖动时对甲壳专门建筑设计反应较佳。在试验的最后3分钟内，能源消耗的提升率从7.4%到18%不等，其中亦会一名组织者（P5）在专门建筑设计拖动时不能变化。配置文件在使用与不使用该电子装置的情况拖动时，代谢战斗能力有9.9±2.6%（标准差±标准误差）的提升（p=0.012，d=0.59）。六名未均受伤的组织者中亦会有五名获得了甲壳负载、角速度和机械功率。组织者都必须安全地启动第二大用力爬楼梯验证，无任何不幸。在甲壳专门建筑设计下进行第二大用力实验长期，下到的楼层数增大了38.4±23.6%（p=0.013，d=0.25）。尽管徒步距离增大，但专门建筑设计和非专门建筑设计第二大用力验证的净代谢功率不能特别是在差异（p=0.49）。总的加装时间和运用程序加装时间举例来说随着使用次数增多而不断减少。

在5度悬崖（左列）和楼梯踏步机（右列）上进行专门建筑设计拖动长期，从单个患者（P1）测量的传奇色彩甲壳（蓝色）和规定的（紫色）负载、速度和功率曲率（标准差±标准差）。

本文的器材是所有研究者或商用动力器材中亦会最小的踝关节元件之一。断定了患有CP的儿童和年轻在第二大用力验证中亦会使用该器材时，必须在楼梯踏步机上多爬近40%的阳台。这为可穿戴式踝关节专门建筑设计电子装置在高低压爱国运动中亦会获取心理和病理益处的潜力获取了重新见解文艺活动。小型化的无约束踝关节专门建筑设计可能允许CP病人增大以任务为开放性的训练，已被断定在提升单项和卒中亦会后病人的文艺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建筑设计的研究者报告，该甲壳允许身体残疾的参与者在不能研究者管理人员默许的情况戴上和操纵器材。患有单项的参与者必须戴上和电源材，直到有人协力拖动（他们自己或有护理管理人员希望）千分之才可4分钟，这指出未来会在临床和家庭自然环境中亦会的协同作战可能是现实的。

总之，电池组供电的踝关节甲壳对于患者来说很不易使用，初步证据指出，对于未均受伤的成年人、患有CP的儿童和成年人，在不同的中风条件下是必需的。

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).