自動化神經發展治療步態訓練機之研發

林育佑

doi:10.6342/NTU201700669

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自动化神经发展治疗步态训练机之研发

The Development of the Automatic Robotic Gait Rehabilitation Devices of Neuro-Developmental Treatment

林育佑 , 硕士　　导师：王富正　　

繁体中文 DOI： 10.6342/NTU201700669

神经发展治疗；步态训练机；专家系统；运动分析；强韧控制；马达控制；动态捕捉系统； Neuro-Developmental Treatment ； gait trainer ； expert system ； motion analysis ； robust control ； motor control ； motion capture system

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This thesis develops an automated device that can assist Neuro-Developmental Treatment (NDT) training. The rehabilitation expenditure for stroke patients is a heavy load to the society and individuals. NDT training is a way to let patients have the feeling on walking with minimal intervention, and it is shown to be an effective rehabilitation method for stroke patients. During the NDT training, the therapists need to stabilize the patients’ trunk and pelvis, to stimulate the weight shift and pelvic rotation, and to assist the limb control during the stance and swing phases to increase their walking ability. Therefore, NDT training is very labor-intensive for therapists. Consequently, patients normally receive insufficient NDT gait training and delay rehabilitation processes because of the lack of therapist’s assistance. Hence, this thesis develops a machine-aided NDT gait trainer to relief the therapists’ working loads and to improve the rehabilitation effects of stroke patients.
First, we measure the position and force data from clinical NDT gait training, and develop an expert system. Second, we develop motor mechanisms to repeat the therapists’ action based on the expert system. In order to improve the system responses, we derive the transfer functions of the motor system by experiments, and we design PID controller and robust controllers. 
Finally, we invite testing subjects for NDT gait training. We define performance indexes to discuss the rehabilitation results by the designed NDT trainer. The results indicate that the proposed device is deemed effective in improving NDT training.

参考文献 ( 45 ) 〈TOP〉

[4] Bobath, Karel; Bobath, Berta. "The neuro-developmental treatment." Management of the motor disorders of children with cerebral palsy. Clinics in Developmental Medicine 90 (1984): 6-18.
连结：
[5] Vij, J. S.; Multani, N. K. "Efficacy of neuro-developmental therapy based gait training in correction of gait pattern of post stroke hemiparetic patients." Journal of Exercise Science and Physiotherapy 8.1 (2012): 30.
连结：
[7] Lennon, Sheila; Ashburn, Ann; Baxter, David. "Gait outcome following outpatient physiotherapy based on the Bobath concept in people post stroke." Disability and rehabilitation 28.13-14 (2006): 873-881.
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[8] Pohl, Marcus; Mehrholz, Jan; Ritschel, Claudia; Ruckriem, Stefan. "Speed-dependent treadmill training in ambulatory hemiparetic stroke patients." Stroke 33.2 (2002): 553-558.
连结：
[9] Visintin, Martha; Barbeau, Hugues; Korner-Bitensky, Nicol; E. Mayo Nancy. "A new approach to retrain gait in stroke patients through body weight support and treadmill stimulation." Stroke 29.6 (1998): 1122-1128.
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