Closed-loop neuromuscular electrical stimulation using feedforward-feedback control and textile electrodes to regulate grasp force in quadriplegia
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Transcutaneous neuromuscular electrical stimulation is routinely used in physical rehabilitation and more recently in brain-computer interface applications for restoring movement in paralyzed limbs. Due to variable muscle responses to repeated or sustained stimulation, grasp force levels can change significantly over time. Here we develop and assess closed-loop methods to regulate individual finger forces to facilitate functional movement. We combined this approach with custom textile-based electrodes to form a light-weight, wearable device and evaluated in paralyzed study participants. METHODS: A textile-based electrode sleeve was developed by the study team and Myant, Corp. (Toronto, ON, Canada) and evaluated in a study involving three able-body participants and two participants with quadriplegia. A feedforward-feedback control structure was designed and implemented to accurately maintain finger force levels in a quadriplegic study participant. RESULTS: Individual finger flexion and extension movements, along with functional grasping, were evoked during neuromuscular electrical stimulation. Closed-loop control methods allowed accurate steady state performance (< 15% error) with a settling time of 0.67 s (SD = 0.42 s) for individual finger contact force in a participant with quadriplegia. CONCLUSIONS: Textile-based electrodes were identified to be a feasible alternative to conventional electrodes and facilitated individual finger movement and functional grasping. Furthermore, closed-loop methods demonstrated accurate control of individual finger flexion force. This approach may be a viable solution for enabling grasp force regulation in quadriplegia. TRIAL REGISTRATION: NCT, NCT03385005. Registered Dec. 28, 2017.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».