基于肌肉协同效应的功能性电刺激策略优化及在脑卒中康复中的应用

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脑卒中具有高致残率的特点,超过60%的患者因为运动功能受损而影响正常生活。虽然功能性电刺激(FES)作为一种应用于脑卒中运动康复的有效技术手段,但多肌肉协同激活的电刺激模式仍然是一个难题,本文研究方向是基于肌群协同理论的功能性电刺激策略的优化及在脑卒中上肢康复中的应用。首先,本文基于肌群协同理论对表面肌电信号重构电刺激模式的方法进行探索,通过探究在不同参数重构的电刺激模式下患者产生的即刻运动效果,量化计算患者的运动学结果并提出了针对不同患者的个性化电刺激优化方案。在原有开环电刺激系统的基础上,我们设计了包含运动捕捉设备、游戏化模块的智能化电刺激训练系统。患者可以通过游戏界面的提示,自主触发电刺激协助其完成上肢触摸运动的训练任务。我们设计实验探究了触发条件和即刻运动结果的潜在关系,通过加速度数据计算得到针对不同患者的最佳触发条件。最后,通过临床干预实验,我们验证了功能性电刺激策略的有效性。对比5天临床干预的9例干预组数据与7例对照数据,我们发现干预组的Fugl-Meyer提升显著高于对照组,且患者的典型指标例如运动学结果、肌群协同模式等也表现出了明显的改善。以上研究表明,通过调节重构电刺激模式的参数和电刺激触发的条件可以提高电刺激的辅助效果,且功能性电刺激在短期干预的临床效果也为卒中患者的运动康复提供了新的思路。
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