Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi cho bệnh nhân liệt nửa người: Nghiên cứu trước-sau trên cùng một bệnh nhân
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
Bối cảnh: Robot khung xương ngoài chi dưới đang được sử dụng rộng rãi trong tập luyện phục hồi chức năng dáng đi cho bệnh nhân đột quỵ. Tuy nhiên, hầu hết các robot phục hồi chức năng hiện nay được dẫn hướng bởi các quỹ đạo dáng đi được định sẵn, thường khác biệt so với quỹ đạo dáng đi thực tế của từng bệnh nhân cụ thể. Một giải pháp là tập luyện bệnh nhân bằng cách sử dụng các quỹ đạo dáng đi cá thể hóa được tạo ra từ các thông số vật lý của bệnh nhân. Do đó, chúng tôi đặt mục tiêu khám phá tác động của dáng đi cá thể hóa đối với tình trạng tiêu thụ năng lượng trong quá trình huấn luyện phục hồi chức năng dáng đi cho bệnh nhân liệt nửa người bằng robot khung xương ngoài chi dưới.
Phương pháp: Tổng cộng 9 bệnh nhân liệt nửa người một bên đã được tuyển chọn cho một thí nghiệm kéo dài 2 ngày. Vào ngày đầu tiên của thí nghiệm, 9 bệnh nhân được hướng dẫn bởi một robot khung xương ngoài chi dưới, đi bộ trên mặt phẳng trong 15 phút theo quỹ đạo dáng đi chung, được thu thập bằng phương pháp phân tích dáng đi lâm sàng (CGA). Vào ngày khác, 9 bệnh nhân tương tự đã đeo cùng một robot và đi bộ trên cùng mặt phẳng trong 15 phút theo một quỹ đạo dáng đi cá thể hóa. Các thông số sinh lý chính bao gồm nhịp tim (HR) và độ bão hòa oxy mao mạch ngoại vi (SpO2) được thu thập bằng máy đo nhịp tim và máy đo oxy trước và sau buổi tập đi bộ. Tình trạng tiêu thụ năng lượng được biểu thị bằng sự thay đổi giá trị HR và SpO2 sau buổi tập đi bộ so với trước đó.
Kết quả: So sánh giữa các nhóm cho thấy huấn luyện theo quỹ đạo dáng đi cá thể hóa dẫn đến tăng mức HR và giảm mức SpO2 so với huấn luyện theo quỹ đạo dáng đi chung. Sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê với p < 0,05.
Kết luận: Việc sử dụng hướng dẫn dáng đi cá thể hóa trong huấn luyện đi bộ phục hồi chức năng có thể cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng cho bệnh nhân liệt nửa người sau đột quỵ.
Xem thêm Robot tập đi phuc hồi chức năng kết hợp trí tuệ nhân tạo S5
Xem them Robot tập phục hôi chức năng cánh tay S4
Xem thêm Robot tập phục hồi chức năng bàn tay
GIỚI THIỆU
Trên toàn cầu, đột quỵ, một nguyên nhân chính gây ra suy giảm chức năng chi, là căn bệnh có tỷ lệ tàn tật cao nhất (80 ∼ 90%). Trong những năm gần đây, số lượng bệnh nhân đột quỵ tiếp tục tăng với tốc độ gần 9% mỗi năm (Liu và cộng sự, 2007), và nó cho thấy xu hướng trẻ hóa. Căn bệnh này đang gây ra tổn hại nghiêm trọng vĩnh viễn cho bệnh nhân và mang lại gánh nặng y tế lớn cho gia đình bệnh nhân và xã hội.
Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều sự chú ý đến việc ứng dụng robot khung xương ngoài trong lĩnh vực phục hồi chức năng, đặc biệt là phục hồi chức năng thần kinh. Robot phục hồi chức năng, chẳng hạn như LOPES (Meuleman và cộng sự, 2015), Lokomat (Riener và cộng sự, 2010), WalkTrainer (Stauffffer và cộng sự, 2008), ALEX (Banala và cộng sự, 2008), Indego (Hartigan và cộng sự, 2015), HAL (Tsukahara và cộng sự, 2014), ReWalk (Esquenazi và cộng sự, 2012), Ekso (Kozlowski và cộng sự, 2015), thay thế bác sĩ phục hồi chức năng để cung cấp liệu pháp vật lý cho bệnh nhân và thực hiện huấn luyện lặp lại an toàn và đáng tin cậy cho bệnh nhân, giúp giảm khối lượng công việc của bác sĩ phục hồi chức năng trong liệu pháp vật lý và cải thiện hiệu quả điều trị phục hồi chức năng (Meng và cộng sự, 2015).
Trong các thiết bị trên, một chiến lược kiểm soát dáng đi dựa trên trạng thái hữu hạn hoặc quỹ đạo dáng đi được xác định trước được áp dụng. Các quỹ đạo dáng đi chung của khớp háng, khớp gối và khớp cổ chân là kết quả thống kê từ nhiều người khỏe mạnh (J Robert Close, 1952; Murray và cộng sự, 1964; Johnston và Smidt, 1969). Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố vật lý – tốc độ đi bộ, giới tính, tuổi tác và các thông số nhân trắc học khác – dẫn đến các kiểu dáng đi khác nhau ở các nhóm khác nhau (Wang và cộng sự, 2003; Kale và cộng sự, 2004). Chiến lược kiểm soát khung xương ngoài có thể đeo hiện có không thể đáp ứng sự khác biệt cá nhân cho những người dùng khác nhau (Chen và cộng sự, 2016).
Để cung cấp hướng dẫn dáng đi cụ thể cho người đeo khung xương ngoài, dự đoán dáng đi đã trở thành một nhánh nghiên cứu phổ biến (Zhang và Ma, 2019; Khera và Kumar, 2020). Vallery và cộng sự (2008) đã đề xuất một thuật toán ước tính chuyển động chi bổ sung, có thể tạo ra quỹ đạo thời gian thực để bù đắp cho bệnh nhân liệt nửa người, nhưng mục tiêu của nó là đạt được sự đối xứng giữa hai chân, chứ không phải là chuỗi dáng đi định kỳ. Kagawa và cộng sự (2015) đã đề xuất phương pháp kiểm soát lập kế hoạch chuyển động trong không gian khớp để cung cấp bước dài và tốc độ thay đổi cho khung xương ngoài, nhưng chế độ dáng đi không tự nhiên, vì góc khớp cố định giới hạn được xác định trước cho việc lập kế hoạch quỹ đạo. Tuy nhiên, các nghiên cứu này thiếu xác minh lâm sàng. Rajasekaran và cộng sự (2018) đã áp dụng giao diện não-máy tính để kiểm soát khung xương ngoài và tiến hành thử nghiệm lâm sàng trên 4 bệnh nhân bị tổn thương tủy sống. Tuy nhiên, khi không có hướng dẫn quỹ đạo hỗ trợ, bệnh nhân khó đi bộ bình thường sau phục hồi chức năng.
Nghiên cứu của chúng tôi nhằm mục đích kiểm tra tác động tiêu thụ năng lượng của quỹ đạo dáng đi cá thể hóa trong phục hồi chức năng đi bộ ở chín bệnh nhân bị liệt nửa người sau đột quỵ với sự hỗ trợ của robot khung xương ngoài chi dưới có tên BEAR1. Bài báo này đã đề xuất một số liệu lâm sàng để đo mức tiêu thụ năng lượng của bệnh nhân sau phục hồi chức năng đi bộ. Nhịp tim (HR) và độ bão hòa oxy mao mạch ngoại vi (SpO2) được chọn làm biến độc lập để phản ánh mức năng lượng của việc đi bộ được hướng dẫn bởi quỹ đạo dáng đi cá thể hóa so với việc đi bộ được hướng dẫn bởi quỹ đạo dáng đi chung, đó là dữ liệu vận động từ Phân tích Dáng đi Lâm sàng (CGA).
Chúng tôi đã kết hợp Biến đổi Fourier Nhanh (FFT) và Hồi quy Quy trình Gaussian (GPR) để tạo ra các quỹ đạo dáng đi cá thể hóa, có thể được điều chỉnh theo từng bệnh nhân khác nhau. Thuật toán tạo quỹ đạo dáng đi cá thể hóa được đề xuất đã được kiểm tra bằng phương pháp kiểm định chéo. Độ chính xác cao và tính mạnh mẽ của thuật toán đã được xác nhận dựa trên dữ liệu CGA. Sai số tuyệt đối trung bình (MAE) và độ lệch chuẩn (SD) của các góc quay khớp được dự đoán của quỹ đạo dáng đi cá thể hóa đã được tối ưu hóa đến mức tối đa. Cuối cùng, thuật toán đã được áp dụng cho một khung xương ngoài chi dưới mới BEAR1 để huấn luyện bệnh nhân (Yun và cộng sự, 2014; Kong và cộng sự, 2018). Chín bệnh nhân đột quỵ với các thông số hình thái khác nhau đã được tuyển chọn cho một thử nghiệm lâm sàng, điều này hữu ích để quan sát các hành vi đa dạng của các chiến lược phục hồi chức năng.
Kết quả huấn luyện cho thấy, so với quỹ đạo dáng đi chung, có sự tăng HR và giảm SpO2 khi robot được điều khiển bằng quỹ đạo dáng đi cá thể hóa. Cụ thể, thay đổi về HR có ý nghĩa hơn. Ngược lại, thay đổi về SpO2 nhỏ hơn nhiều. Sự tương phản này cho thấy chiến lược dáng đi cá thể hóa thân thiện với năng lượng cho bệnh nhân liệt nửa người.
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
NỀN TẢNG KHUNG XƯƠNG NGOÀI BEAR1
BEAR1 là một robot phục hồi chức năng chi dưới có thể đeo, chạy bằng pin với công nghệ hỗ trợ chủ động, và nó cho phép phát hiện các sự kiện dáng đi khi đối tượng đang đeo BEAR1, như thể hiện trong Hình 1 bảng bên trái. Robot, có ba bậc tự do chủ động và một bậc tự do thụ động trên mỗi chân, được tự phát triển để giúp bệnh nhân liệt nửa người thực hiện huấn luyện phục hồi chức năng. Ba bậc tự do là các chuyển động quay quanh khớp háng, khớp gối và khớp cổ chân trên mặt phẳng dọc và chúng được kích hoạt bằng động cơ (Santos và cộng sự, 2012). Dạng khép và dạng duỗi của khớp háng là bậc tự do thụ động (Kotwicki và cộng sự, 2008).
Có một bộ mã hóa quay trong mỗi khớp của BEAR1, như thể hiện trong Hình 1 bảng bên trái, được sử dụng để đo góc thời gian thực của mỗi khớp (Zhang và cộng sự, 2015). Bộ truyền động có thể kiểm soát chính xác góc khớp bằng phản hồi từ bộ mã hóa. Các quỹ đạo dáng đi, như thể hiện trong Hình 1 bảng bên phải, có thể dễ dàng thay đổi bằng cách sửa đổi chương trình của robot.
Để phục vụ cho nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã nhúng các quỹ đạo dáng đi cá thể hóa khác nhau tương ứng với huấn luyện của bệnh nhân cụ thể vào bộ nhớ trong của bộ vi điều khiển trước. Quá trình kiểm soát được thực hiện ở tần số 1.000 Hz và thời gian thử nghiệm cho bệnh nhân đeo BEAR1 khoảng 15 phút. Mức độ hỗ trợ có thể thay đổi tùy theo mức độ khả năng đi bộ thực tế của bệnh nhân.
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
TÁI TẠO DÁNG ĐI CÁ THỂ HÓA
Quá trình tạo ra tái tạo dáng đi cá thể hóa bao gồm bốn thành phần. Như thể hiện trong Hình 2, thành phần đầu vào chỉ bao gồm các thông số cơ thể. Dữ liệu dáng đi được chia thành các bộ khác nhau theo các tốc độ đi bộ khác nhau. Một tốc độ đi bộ nhất định được chọn, liên kết với một bộ cụ thể để trích xuất đặc trưng. Trong quá trình trích xuất đặc trưng, quá trình mã hóa sử dụng một mô hình dễ hiểu để xử lý dễ hiểu là Biến đổi Fourier. Tương ứng, quá trình giải mã và tái tạo để tạo ra kiểu dáng đi cá thể hóa cuối cùng được hoàn thành bằng Biến đổi Fourier ngược tại thành phần đầu ra.
Để thiết lập mối quan hệ ánh xạ giữa các thông số cơ thể và kiểu dáng đi, kiểu dáng đi được trích xuất đầu tiên...
Hồi quy Quy trình Gaussian
Để thu được mối quan hệ ánh xạ giữa mỗi đặc trưng dáng đi u và các thông số cơ thể người B. Chúng tôi đã triển khai thuật toán GPR để đạt được mục tiêu của mình vì dự đoán đặc trưng dáng đi được coi là một nhiệm vụ hồi quy phi tuyến tính. Là một phương pháp học thống kê dựa trên hạt nhân, GPR có ưu điểm trong việc giải quyết vấn đề học mẫu nhỏ (Cen và cộng sự, 2021), phù hợp với kịch bản có số lượng đối tượng nghiên cứu hạn chế trong cơ sở dữ liệu. Một mô tả chi tiết về GPR có thể được nghiên cứu trong Rasmussen và Williams (2006).
Hiệu suất của sơ đồ được đề xuất có thể được đánh giá bằng cách so sánh sự khác biệt giữa dáng đi được tạo ra và dáng đi thực tế của đối tượng (tức là được đo bằng cảm biến), về hệ số tương quan (3) và sai số tuyệt đối trung bình (MAE) (4). Hệ số tương quan cao hơn giữa dự đoán và thực tế và giá trị MAE nhỏ hơn cho thấy hiệu suất tốt hơn của sơ đồ được đề xuất, và ngược lại (Mukaka, 2012; Mundt và cộng sự, 2020).
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
Hiệu suất Thuật toán Hiệu suất của thuật toán được đề xuất đã được xác thực bằng phương pháp kiểm định chéo sử dụng tập huấn luyện. Do dữ liệu hạn chế và để tận dụng tối đa, phương pháp loại bỏ một phần tử (leave-one-out) đã được chọn để xác nhận tính mạnh mẽ của thuật toán này (Tsumoto và Hirano, 2014; Wong, 2015). Công thức (4) định nghĩa MAE để đo mức độ sai lệch của quỹ đạo dáng đi được dự đoán so với quỹ đạo thực tế. Giá trị MAE trung bình của mỗi khớp cho tất cả các đối tượng và kết quả CGA được trình bày trong Bảng 1 đối với phương pháp loại bỏ một phần tử. Để so sánh, giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (SD) cho mỗi khớp cũng được cung cấp, cũng như giá trị trung bình và độ lệch chuẩn thu được bằng các phương pháp CGA (Cen et al., 2021). Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của MAE thu được bằng GPR đều nhỏ hơn so với những giá trị thu được bằng CGA (CGA không cung cấp dữ liệu về khớp cổ chân). Điều này cũng cho thấy quỹ đạo được dự đoán bởi GPR gần với quỹ đạo thực tế hơn, và MAE của các đối tượng khác nhau có ít biến động hơn. Trong Bảng 2, giá trị trung bình (SD) của các hệ số tương quan của mỗi khớp cho mười lăm đối tượng ở các vị trí khác nhau cũng như kết quả từ CGA được thể hiện. Qua so sánh, các hệ số tương quan thu được bằng GPR cũng tốt hơn so với những giá trị thu được bằng CGA. Do đó, theo phân tích tương quan, phương pháp IGPG cho dự đoán tốt hơn với mối tương quan mạnh.
Phân tích Dáng đi Lâm sàng (CGA) là một quy trình đánh giá các kiểu vận động của bệnh nhân mắc các bất thường cụ thể liên quan đến dáng đi. Đây là một nền tảng mã nguồn mở cho công chúng và dữ liệu của nó đã được tải lên từ các viện trên khắp thế giới. Phân tích dáng đi có thể được thực hiện trong phòng thí nghiệm phân tích dáng đi bằng cách sử dụng các thiết bị chuyên dụng, chẳng hạn như Hệ thống Bắt Chuyển Động Vicon. Điều này còn được gọi là phân tích dáng đi bằng máy tính, phân tích dáng đi định lượng, hoặc CGA. Quy trình này đã được sử dụng để tìm hiểu nguyên nhân gây ra các bất thường về dáng đi.
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP Tiêu chí Thí nghiệm Những người tham gia là chín bệnh nhân (tám nam và một nữ với tuổi trung bình = 48,22 tuổi) bị liệt nửa người sau đột quỵ, đang cư trú tại một khoa phục hồi chức năng dưỡng bệnh. Tất cả những người tham gia đều bị đột quỵ trong vòng 12 tháng và họ bị liệt nửa người bên phải còn sót lại. Thông tin nhân khẩu học của những người tham gia được trình bày trong Bảng 3. Các tiêu chí đưa vào như sau:
- Đột quỵ lần đầu với liệt nửa người.
- Phân loại khả năng đi bộ chức năng (FAC) cấp độ III hoặc IV đối với chân.
- Khả năng đi bộ độc lập hoặc chỉ cần giám sát với gậy bốn chân hoặc gậy chữ T hoặc không có công cụ hỗ trợ.
- Những người tham gia đã cung cấp sự đồng ý có chữ ký sau khi mục đích của nghiên cứu được giải thích. Những người tham gia đã bị loại trừ dựa trên các tiêu chí sau:
- Không thể hiểu các quy trình liên quan đến nghiên cứu.
- Biểu hiện tăng huyết áp nghiêm trọng khi đi bộ.
- Mắc bệnh tuần hoàn, bệnh hô hấp, hoặc suy nhược cực độ.
- Không đạt yêu cầu về sức khỏe để tham gia.
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
Quy trình Thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành trong tổng cộng 2 ngày. Vào ngày đầu tiên của thí nghiệm, 9 bệnh nhân đã đeo robot khung xương ngoài, được hướng dẫn bởi quỹ đạo dáng đi chung phản ánh chuyển động của khớp háng, khớp gối và khớp cổ chân ở người khỏe mạnh (Murray et al., 1964; Johnston và Smidt, 1969), và nhận huấn luyện đi bộ (Hình 5) trong 15 phút ở tần số cố định. Vào ngày thứ hai của thí nghiệm, dáng đi cá thể hóa được tổng quát hóa bằng phương pháp của chúng tôi đã được áp dụng cho robot khung xương ngoài để huấn luyện 9 bệnh nhân tương tự với cùng một phương pháp. Các biến phụ thuộc là HR và SpO2. Các biến phụ thuộc được lấy mẫu bốn lần cho mỗi bệnh nhân: trước và sau lần điều trị tập luyện dáng đi cá thể hóa cuối cùng, trước và sau lần điều trị tập luyện dáng đi chung cuối cùng. Hiệu quả của thuật toán đã được xác minh bằng cách so sánh sự giảm SpO2 và tăng HR của bệnh nhân khi họ được hướng dẫn bởi quỹ đạo dáng đi cá thể hóa và quỹ đạo dáng đi chung, tương ứng (Hình 6). Mục đích của thí nghiệm được giải thích cho từng bệnh nhân và cần có sự đồng ý có chữ ký của bệnh nhân.
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
KẾT QUẢ Các thí nghiệm được thực hiện trong tổng cộng 2 ngày, trong đó bệnh nhân được huấn luyện bằng quỹ đạo dáng đi chung và quỹ đạo dáng đi cá thể hóa theo trình tự. Kết quả được trình bày trong Bảng 4, 5. Thay đổi sau huấn luyện đi bộ với robot khung xương ngoài — chúng tôi quan sát thấy những thay đổi về SpO2 (Hình 7) và HR (Hình 8) giữa trước và sau điều trị trong 2 ngày, tương ứng. Cụ thể, thay đổi về HR có ý nghĩa hơn. Ngược lại, thay đổi về SpO2 nhỏ hơn nhiều. Sự khác biệt giữa hai đợt huấn luyện phục hồi chức năng — từ dữ liệu thu thập được trong hai buổi huấn luyện, chúng tôi quan sát thấy các xu hướng biến thiên tương tự về SpO2 và HR giữa trước và sau điều trị. Ở cả hai nhóm, mức độ SpO2 giảm và mức độ HR tăng (trừ một số trường hợp hiếm hoi, mức độ HR giảm và mức độ SpO2 tăng hoặc cả hai đều không đổi. Nhìn chung, có sự khác biệt đáng kể về mức độ thay đổi của SpO2 và HR giữa hai đợt huấn luyện phục hồi chức năng). Bệnh nhân có mức giảm SpO2 nhỏ hơn và mức tăng HR lớn hơn khi họ được hướng dẫn bởi quỹ đạo dáng đi cá thể hóa. Sự khác biệt giữa các bệnh nhân — trong cả hai buổi huấn luyện, mức SpO2 của các bệnh nhân khác nhau trước khi nhận điều trị tương đối giống nhau nhưng bắt đầu có sự khác biệt nhỏ sau khi bệnh nhân nhận điều trị cá thể hóa, trong khi mức HR của các bệnh nhân khác nhau trước và sau khi nhận điều trị rất khác nhau. Bên cạnh đó, mức độ phân tán của các thay đổi về mức HR và SpO2 của bệnh nhân dưới sự hướng dẫn của hai quỹ đạo dáng đi là khác nhau. Khi bệnh nhân được hỗ trợ bởi các quỹ đạo dáng đi cá thể hóa, họ có độ lệch chuẩn nhỏ hơn về các giá trị thay đổi của mức HR và SpO2.
THẢO LUẬN VÀ KẾT LUẬN Các thiết bị khung xương ngoài robot chi dưới thực hiện việc luyện tập lặp đi lặp lại các nhiệm vụ chức năng cụ thể trong liệu pháp phục hồi chức năng, chẳng hạn như huấn luyện đi bộ. Đối với mỗi bệnh nhân liệt nửa người, chúng tôi tổng quát hóa dáng đi cá thể hóa cho việc huấn luyện cụ thể của họ.
Robot tập phục hồi chức năng dáng đi, tập đi
Nghiên cứu này nhằm kiểm tra tác động tiêu thụ năng lượng của dáng đi cá thể hóa trong huấn luyện đi bộ ở chín bệnh nhân liệt nửa người sau đột quỵ với sự hỗ trợ của robot khung xương ngoài chi dưới. HR và độ bão hòa oxy mao mạch ngoại vi (SpO2) được chọn làm biến độc lập để phản ánh mức tiêu thụ năng lượng (Christensen et al., 1983; Hiilloskorpi et al., 2003). Bảng 4, 5 cho thấy SpO2 giảm và HR tăng trong quá trình huấn luyện đi bộ. Điều này cho thấy kết quả đo lường của chúng tôi là chấp nhận được vì oxy nội sinh được tiêu thụ và nhịp tim có tần số cao hơn để cung cấp máu nơi oxy được lưu trữ trong quá trình huấn luyện. Đối với tất cả các bệnh nhân, mức độ SpO2 tương tự nhưng giá trị HR khác nhau, cho thấy tình trạng sinh lý khác nhau giữa các bệnh nhân. Các mức HR khác nhau là cần thiết để duy trì mức oxy máu yêu cầu nhằm hỗ trợ hoạt động sinh lý của họ. Trong Bảng 5, so với Bảng 4, sự giảm SpO2 nói chung nhỏ hơn và HR cũng có sự thay đổi nhỏ hơn. Bảng 6, 7 thể hiện cùng một quan điểm một cách chính xác. Về khía cạnh SpO2, mức giảm là 2,33% trong điều trị dáng đi chung, lớn hơn mức SpO2 trong điều trị dáng đi cá thể hóa - trung bình là 0,78%. HR tăng 10,78 nhịp mỗi phút trong điều trị dáng đi chung, trong khi đó là mức tăng 5,67 nhịp mỗi phút trong điều trị dáng đi cá thể hóa. SpO2 và HR liên quan đến mức độ nỗ lực mà bệnh nhân đã bỏ ra trong thời gian huấn luyện đi bộ (Fan et al., 2017; Mohan et al., 2017; Nemcova et al., 2020). Họ càng nỗ lực khi đi bộ, tỷ lệ giảm SpO2 và tăng HR càng lớn. Vì dáng đi của con người có kiểu mẫu riêng cho mỗi cá nhân, việc đi bộ với dáng đi chung có nghĩa là không khớp với thói quen đi bộ ban đầu và do đó bệnh nhân phải nỗ lực nhiều hơn để vượt qua sự không phù hợp để tuân theo kiểu dáng đi của robot khung xương ngoài. Mặt khác, dáng đi cá thể hóa làm giảm sự không phù hợp giữa bệnh nhân và robot khung xương ngoài, do đó bệnh nhân có thể dễ dàng tuân theo hướng dẫn của robot trong quá trình phục hồi chức năng đi bộ. Do đó, dáng đi cá thể hóa giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, và, do đó, thời gian huấn luyện cho bệnh nhân liệt nửa người có thể được kéo dài vì còn nhiều năng lượng. Trong tương lai, các thông số trao đổi chất khác, tức là hàm lượng CO2 và O2 trong khí thở ra, nhiều bệnh nhân hơn và các thuật toán mới lạ hơn để tổng quát hóa dáng đi sẽ được nghiên cứu để tìm ra các tình huống tiêu thụ năng lượng khác nhau. Một thử nghiệm lâm sàng chính thức sẽ được tiến hành để xác minh rằng robot khung xương ngoài dáng đi cá thể hóa có tác động tích cực đến việc phục hồi chức năng cho bệnh nhân liệt nửa người.
Nguồn: The frequency content of gait. J. Biomech. 18, 39–47. doi: 10.1016/0021-9290(85) 90043-0
