骨科康复用力反馈拐杖

南安普顿大学和奥托冯·盖里基大学的教授认识到理疗师需要更多客观的数据来帮助患者通过康复，与南安普顿大学医院临床医师合作，制造出智能前臂拐杖。

背景

在腿部受伤和手术之后，患者必须减少恢复腿上的负重活动，并逐渐增加他们在腿上的重量。采取这些预防措施有助于骨骼和组织正确愈合。理疗师通常通过建议患者在行走时将其体重的一部分应用于前臂拐杖，帮助患者完成康复过程，直到恢复的腿能够承受全部重量。

挑战

没有测量工具，理疗师就无法客观地验证患者是否将正确的体重百分比装载到拐杖上。相反，他们会视觉评估患者的步态，并提供主观反馈。

南安普顿大学和奥托冯·盖里基大学的教授们与南安普顿大学医院NHS信托基金会的临床医师合作，为南安普顿总医院的理疗师创建一个研究工具。他们共同开发了前臂拐杖，提供客观的力量反馈，有三个目标：

向临床医生提供实时数据，以便他们能够更好地使用拐杖进行培训，

临床医师长期分析和监测的本地日志数据，以及

向患者提供实时反馈，帮助他们监控自己使用仪器。

解决方案

为了测量患者对拐杖施加的力，团队嵌入了柔韧性™ 标准前臂拐杖内的A201传感器，传感器可以通过拐杖轴测量直接压缩。研究小组考虑使用应变计来测量力；然而，他们确定，低成本和易于集成力敏感电阻器使柔性力成为应变计的首选选择。

图（a）是一张拐杖杆内的位置图，工程师们嵌入了柔性力A201传感器。(1)

图（b）是一张照片，显示传感器放置在哪里（在插入底部拐杖杆之前，抬头看主拐杖杆）。(1)

除了施加力外，增强拐杖还考虑到拐杖倾斜的程度和拐杖夹上的手位置，以确定应用于恢复腿*的重量。一个连接在拐杖外侧（原型上）的微控制器捕获来自两个拐杖的数据，然后无线发送到远程计算机，在那里可以处理数据。（一旦通过原型阶段，团队计划将所有硬件放在拐杖内。）当患者在恢复腿上的重量过多或太小时，拐杖可向患者提供声音反馈。

样机试验表明，增加的拐杖为患者和理疗师提供了有价值的客观反馈。

*有关用于确定应用于恢复腿的权重的算法的详细信息，请参阅完整的日记文章。（Ettabib，Hallett，Merrett，Peters，&White，2010）

（1） 埃塔比，穆罕默德A；哈利特，乔治娜；梅雷特，杰夫五世；彼得斯，克里斯蒂安；怀特，尼尔M.测量科学技术（2010）。使用无线传感器增强前臂拐杖，以实现下肢康复。