A Comprehensive Analysis of Sensorimotor Mechanisms of Inter-Leg Coordination in Gait Using the Variable Stiffness Treadmill: Physiological Insights for Improved Robot-Assisted Gait Therapy
A Comprehensive Analysis of Sensorimotor Mechanisms of Inter-Leg Coordination in Gait Using the Variable Stiffness Treadmill: Physiological Insights for Improved Robot-Assisted Gait Therapy
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使用可变刚度跑步机全面分析步态中腿间协调的感觉运动机制：改进机器人辅助步态治疗的生理学见解
DOI：
10.1109/icorr.2019.8779466
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Artemiadis, Panagiotis
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Skidmore, Jeffrey;Artemiadis, Panagiotis
康复机器人是一个新兴的领域，步态训练在很大程度上是自动化的，允许更密集、重复的运动，这对促进康复很重要。然而，没有明确的证据表明机器人辅助步态训练优于传统疗法。当前步态治疗方法的一个局限性是，它们没有考虑腿间协调的机制，以及一条腿的感觉反馈如何影响另一条腿的运动。相反，它们让受损的肢体动起来。最近的研究表明，在中风康复治疗中利用四肢之间的耦合可以改善功能结果。因此，对腿间协调的潜在感觉运动机制的基本理解可能有助于改善步态治疗的干预措施。本文系统地探讨和分析了一种感觉运动机制，这种机制是通过对行走表面的突然单侧低刚度扰动来刺激的。将研究每种感觉模态对扰动的感知和反应的潜在贡献。此外，将感觉信号传递到运动输出的神经通路将被描述，以充分表征这种腿间协调的感觉运动机制。这项工作提供了对腿间协调的生理学理解，这将有利于机器人辅助步态治疗。
Rehabilitation robotics is an emerging field in which gait training has been largely automated allowing more intensive, repetitive motions which are important for facilitating recovery. However, there is no clear evidence that robot-assisted gait training is superior to conventional therapy. A limitation of current approaches to gait therapy is that they do not consider mechanisms of inter-leg coordination and how the sensory feedback from one leg affects the motion of the other leg. Instead they impose motion on the impaired limb. Recent research suggests that utilizing the coupling between limbs in stroke rehabilitation therapies could lead to improved functional outcome. Therefore, a fundamental understanding of underlying sensorimotor mechanisms of inter-leg coordination may facilitate improved interventions in gait therapy. This paper systematically explores and analyzes a sensorimotor mechanism of inter-leg coordination that is stimulated through sudden unilateral low-stiffness perturbations to the walking surface. The potential contribution of each sensory modality to the perception and response of the perturbation will be investigated. Additionally, the neural pathway that relays the sensory signal into the motor output will be described in order to fully characterize this sensorimotor mechanism of inter-leg coordination. This work provides physiological understanding of inter-leg coordination that will benefit robot-assisted gait therapies.
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DOI：
10.1109/tnsre.2015.2421822
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影响因子：
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作者：
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通讯作者：
P. Artemiadis
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10.1177/2055668317738469
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影响因子：
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作者：
Skidmore, Jeffrey;Artemiadis, Panagiotis
通讯作者：
Artemiadis, Panagiotis
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