创新的闭环功能电刺激控制系统，用于增强冲程后步态

功能性电刺激（FES）是一种常见的康复工具，它结合了具有功能性任务的电刺激，以增强神经病理（例如中风和脊髓损伤）的paretic肌功能。 先前研究的严格性已经确立了FES系统对站立，步行和抓握的安全性和治疗作用。 中风是造成残疾的主要原因，脚道是势头步态缺陷的高度普遍，导致步态挥杆阶段的脚踝背屈不足，并导致了降低活动能力。 校正脚轮改善步态功能和降低跌倒风险的FES系统正在越来越受欢迎，商业系统（例如增强翻译潜力）等商业系统。 尽管当前的FES系统具有有希望的功能价值，可访问性和阳性神经可塑性效应，但仍存在一些基本局限性，从而限制其临床处方。

该项目的目的是克服FES的两个主要局限性和技术差距：FES期间肌肉疲劳的快速发作，缺乏对FES强度的复杂闭环控制。 大多数现有的FES系统不会自动调节肌肉疲劳的刺激强度，如果固定（开环）刺激或使用纯粹的基于反馈的刺激策略来控制FES强度，则可能会过度刺激肌肉。 为了解决这一局限性，研究人员旨在使用数据驱动的FES控制系统开发和临床测试以改善中风步态。

脚道是势头步态缺陷的高度普遍，导致步态挥杆阶段的踝背屈不足，并降低了功能性迁移率。 FES是刺激在功能运动任务期间产生肌肉收缩的外部应用，可以在站立和步行期间达到肌肉力量的需求，并帮助中风和脊髓损伤的人恢复流动性。 FES进行校正是FES的最流行的步态应用之一，该步态已被证明可以提高活动能力并减少跌倒。

尽管FES对步行功能有积极的影响，但会引起主动肌肉收缩并增强皮质运动兴奋性，但FES不像被动矫形器那样普遍使用。 大多数当前的FES系统都结合了运动传感器，以控制步态周期中FES的时机（paretic腿挥杆阶段）。 但是，这些系统均未提供对FES强度的自动闭环控制，因此可以为每个步骤提供最佳的刺激，防止过度刺激，减轻疲劳并保持最佳的肌肉性能以在更多步骤中。 此外，FES期间肌肉疲劳的快速发作是由同步，非选择性的，反复募集的肌肉纤维的迅速发作。

研究人员将实施创新的模型预测控制器（MPC），并结合基于实时超声的反馈，以提供最佳的FES强度并最大程度地减少疲劳。