肌肉再分布技术在智能仿生假肢信号识别中的应用

摘要：

目的:探讨肌肉再分布技术(MRT)在智能仿生假肢信号识别中的应用价值。方法:于2016年12月至2017年4月期间采用MRT技术治疗4例肢体远端截肢患者，均为男性，其中上肢截肢患者3例，截肢水平分别位于前臂中远1/3处、腕掌关节和腕中关节；下肢截肢患者1例，截肢水平位于小腿中远1/3处。MRT手术是利用残端肢体内的肌肉、肌腱进行移位，将4～6根肌腱锚定在皮肤不同区域，通过肌肉主动收缩牵拉肌腱，使不同区域皮肤发生明显形变。术后观察项目包括皮肤形变、电容信号数据及并发症情况等。在进行电容信号测量时，嘱患者分别执行抓握、屈腕、伸腕、屈指、伸指，或踝背伸与跖屈、伸趾和屈趾动作，利用电容传感测量系统采集患肢形变信息并进行分析。结果:4例患者均获随访，共有20处部位接受MRT手术。术后3个月时患者均能主动控制相应肌肉收缩并产生皮肤形变，有效形变率为80%(16/20)。电容信号测量结果分别利用线性判别分析(LDA)和二次判别分析(QDA)两种分类器对各种动作进行识别，发现上肢整体识别准确率分别为97.27%和100%，每种动作各自识别准确率均为100%；下肢整体识别准确率分别为95.32%和100%，每种动作各自识别准确率均为100%。术后有1例患者创面不愈，经多次换药后愈合。结论:MRT能有效将人体运动意图进行输出，增加了运动信号源的数目及强度，有助于患者更好地控制智能仿生假肢，为人机交互提供了新的途径。

关键词：肌肉移位、智能、仿生、假肢、电容信号

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资助基金：国家自然科学基金项目81972131;国家重点研发计划"智能机器人"重点专项2018YBF1307300;National Natural Science Foundation of China1972131;A National Key R&D Program2018YBF1307300

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：541-545