促进步态改善的方法技术

在至少一些方面，本发明专利技术包括一种辅助柔性套服的构造方法，所述方法包括以下操作：人穿戴辅助柔性套服；当人在第一受控运动环境中运动时，监测所述辅助柔性套服的至少一个传感器的输出；使用所述至少一个传感器的输出，识别至少一个预定步态事件；调整至少一个致动器的致动曲线；且继续进行上述监测操作、识别操作和调整操作直至所述至少一个致动器的所述致动曲线产生关于所述至少一个关节的有益力矩以促进步态改善。然后，将所述至少一个控制器设定用来实施所述致动曲线。设定用来实施所述致动曲线。设定用来实施所述致动曲线。

【技术实现步骤摘要】
促进步态改善的方法
[0001]本申请是申请日为2014年12月3日、专利技术名称为“帮助人移动的辅助柔性套服、柔性套服系统及它们的制造和控制方法”的申请号为201480075110.2专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉参考和优先权要求
[0003]本申请要求于2013年12月9日提交的题目为“柔软的可穿戴辅助柔性套服、辅助装置以及相关系统(Soft,WearableAssistiveflexiblesuits,AssistiveDevicesandRelatedSystems)”的61/913863号美国临时专利申请；2014年1月16日提交的题目为“柔软的可穿戴辅助柔性套服、辅助装置以及相关系统(Soft,WearableAssistiveflexiblesuits,AssistiveDevicesandRelatedSystems)”的61/928281号美国临时专利申请；2014年9月9日提交的题目为“用于辅助移动受限人的辅助柔性套服(AssistiveflexiblesuitForAssistingPeopleWithLimitedMobility)”的62/048076号美国临时专利申请；2014年9月19日提交的题目为“用于步态辅助的辅助柔性套服及其控制(AssistiveflexiblesuitforGaitAssistanceandControlThereof)”的62/052562号美国临时专利申请；2014年2月5日提交的题目为“用于辅助发育迟缓幼儿行走的多机器人信息物理系统(Multi
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robotCyberphysicalSystemforAssistingWalkinginDevelopmentally
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DelayedToddlers)”的61/936162号美国临时专利申请；2014年4月10日提交的题目为“膝外骨骼和下坡行走装置(KneeExoskeletonandDownhillWalkingDevice)”的61/977880号美国临时专利申请；2014年4月17日提交的题目为“用于辅助下肢的辅助柔性套服(AssistiveflexiblesuitforAssistingtheLowerBody)”的61/980961号美国临时专利申请；和2014年5月30日提交的题目为“用于辅助人运动的柔软外骨骼(SoftExosuitforAssistancewithHumanMotion)”的PCT/US2014/040340号国际专利申请的优先权，各前述申请的全部内容以引用的方式并入本文。
[0004][0005]

[0006]一般地，本专利技术针对用于辅助人运动的系统、方法和装置。更特别地，本专利技术的各方面针对这样的系统、方法和装置：通过被动地和/或主动地将辅助能量或抵抗能量(视情况而定)添加至一个或多个运动来提供运动辅助(例如恢复更加自然的运动)并减少运动(例如行走)期间消耗的能量。

技术介绍

[0007]根据美国人口普查局的美国残疾人报告(2010)，大概3060万15岁及以上个体(美国人口的12.6％)在与下肢的步行活动关联的方面受到限制，其中包括行走困难。大致2390万人(美国人口的9.9％)难以步行四分之一英里，这其中包括根本无法进行此项活动的1310万人。这代表着重大的医护、社会和经济问题，因为这些人处于发生并发疾病、健康状况迅速衰退的重大风险之中并且面对着与融入社区并重新加入劳动力人口相关的重
大挑战。帕金森病(“PD”)和中风等神经障碍是大量且 日益增长的这一部分人口的重要因素。全世界估计5百万人患有PD，其 中约一百万生活在美国，并且患有PD的个体数量从2005年至2030年 有望加倍。每年，美国有超过795000人罹患中风，这些中风中的约87％ 是缺血性的(血栓形成的和栓塞形成的)。缺血性中风30天致死率约10％， 意味着剩余的90％将带有残疾地生活，造成了当今7百万以上中风幸存 者生活在美国。这两种疾病给美国带来的花费是重大的，估计每年因中 风而花费386亿美元且因帕金森病而花费230亿美元。肌肉萎缩、小儿 麻痹、多发性硬化(MS)、肌萎缩侧索硬化(ALS)、脊髓损伤、脑性瘫 痪或与年龄有关的退化等障碍也呈现出不同程度的运动受损。ALS等一 些障碍带来随时间改变并恶化的日愈严重的运动受损问题。
[0008]关于中风患者，许多患者能够步行，但是由于踝背屈和跖屈弱化以 及在髋屈伸期间运动减少而导致以缓慢的、容易导致疲劳的步态模式挣 扎地移动。从大脑中动脉(MCA)缺血性中风恢复的人通常遭受下肢能 力减弱，表现出轻度偏瘫和有限的耐力。
[0009]遭受严重四肢创伤(包括多发创伤)的患者通常将经受大型整形手 术来修复损坏的骨骼和软组织(包括周围神经)以试图使他们能够独立 行走。影响患者活动性的其它损伤机制包括轻度TBI(协调运动损失)、 重度TBI(肌力产生能力损失)、中风和其它神经障碍。
[0010]迫切需要对具有活动性损伤的人进行有效干预，所述损伤包括但是 不限于由帕金森病、中风、肌肉萎缩、小儿麻痹、多发性硬化(MS)、 肌萎缩侧索硬化(ALS)、脊髓损伤、脑性瘫痪和/或与年龄有关的退化造 成的损害。以由PD和中风造成的损害作为说明性示例，这些疾病具有 不同的潜在原因和表现，但是带来类似的并发疾病和对生活质量的影响。 即便对PD患者进行医学和手术干预，他们仍将面对活动性随着时间的 推移而退化，这造成独立性损失和健康相关生命质量(HRQoL)下降。 行走退化可能是导致HRQoL下降的最重要的单个因素。在一项研究中， 一年周期中每天行走的步数(效应量＝0.28)的显著减少(12％)突显出 伴随疾病进展而发生的行走能力的迅速下降。在中风中，大脑中动脉 (MCA)梗塞是脑缺血的最常见部位。大部分人经历物理治疗后恢复一 部分行走能力；然而，他们通常需要刚性支架(踝足矫正器)和各种形 式的辅助装置(即，助行器和手杖)，这限制了步行效率。行走是缓慢的、 劳动密集的和低效率的，大部分中风后患者的步行速度慢于约0.8米/秒。
[0011]中风后行走速度受限能够将个体局限于家中且将限制其重新融入社 区。因此，不足为奇的是，行走功能的恢复是多数中风幸存者康复的最 终康复目标并且是大量康复研究的焦点。然而，对大多数患者而言，当 行走缺陷持续存在时，无论康复训练的模式或复杂度如何，目前的治疗 通常都无法改善被试者的社区步行状态。已经提出了基于社区的康复项 目来解决基于临床模型的局限性；然而，对于基于社区的疗效的评估对 于保持大量静坐的被试者呈现出不同的结果。对此的一个简单的解释是， 这些项目中的许多项目严重依赖于患者教育和激励反馈(例如计算每天 步数)以改善身体活动，但无法解决限制活动性的具体的运动障碍。因 此，这些项目往往忽视受损的运动系统对个体行走能力和社区参与的实 际影响。
[0012]除了缓慢的行走速度以外，中风后的步态还具有下列特征：在幅度 (例如关节角度范围、峰值力矩、峰值功率)和模式(例如弯曲的形状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进人的步态改善的方法，所述方法包括：具有受损步态的人穿戴辅助柔性套服，所述辅助柔性套服包括布置在一个或多个锚元件之间的一个或多个连接元件，所述辅助柔性套服被构造为跨过人的腿的一个或多个关节，并具有至少一个致动器和至少一个传感器，所述至少一个致动器被构造为使用所述辅助柔性套服的所述一个或多个连接元件向所述一个或多个锚元件施加张力，以产生关于所述一个或多个关节的至少一个关节的力矩，所述至少一个传感器被构造为实时测量人的所述步态；当人在运动时使用至少一个处理器监测所述至少一个传感器的输出，以使用所述至少一个传感器识别人的连续跨步期间发生的至少一个步态事件；使用所述至少一个处理器并至少部分地基于所述至少一个步态事件的时间产生参考轨迹；使用所述至少一个处理器并至少部分地基于所述参考轨迹产生用于促进人的所述步态改善的致动曲线；使用所述至少一个处理器并基于所述至少一个传感器的所述输出的连续监测更新所述参考轨迹，其中，所述至少一个传感器的所述输出包括运动学传感器数据；且使用所述至少一个处理器并基于更新的所述参考轨迹调整所述致动曲线，直到所述辅助柔性套服产生关于所述一个或多个关节的所述至少一个的并导致人的所述步态改善的所述力矩。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个连接元件包括一个或多个柔性连接元件。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个连接元件包括柔性连接元件和刚性或半刚性连接元件的组合。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡诺，
申请(专利权)人：哈佛大学校长及研究员协会，
类型：发明
国别省市：