Contrôle de la locomotion au cours d'activités variant continuellement pour les jambes prothétiques agiles

L'objectif global de ce projet est de modéliser la biomécanique des articulations humaines sur une locomotion qui varie continuellement afin de permettre un contrôle adaptatif des prothèses motorisées au-dessus du genou. Les personnes amputées au-dessus du genou ont souvent du mal à effectuer les différentes activités de la vie quotidienne avec des prothèses conventionnelles en raison du manque de travail mécanique positif et de contrôle actif. Les prothèses motorisées émergentes sont dotées de moteurs capables de remplir ces fonctions manquantes, mais la biomécanique ressentie par l'utilisateur dépend du contrôle de ces moteurs. La façon dont la prothèse interagit avec l'utilisateur et l'environnement peut être contrôlée par l'impédance articulaire, la relation entre le mouvement articulaire et le couple. L'impédance articulaire prothétique est généralement définie via une rigidité, une viscosité et un angle d'équilibre pour des phases discrètes de marche au sein d'un ensemble limité d'activités discrètes, mais ce cadre ne permet pas de variations continues d'activités en régime permanent (par exemple, marcher à différentes vitesses/inclinaisons). ) ou des transitions continues entre les activités (par exemple, marcher jusqu'à monter les escaliers). L'hypothèse centrale de ce projet est que l'impédance articulaire variable peut être paramétrée par un modèle continu basé sur des grandeurs mesurables appelées variables de phase et de tâche. Ce projet utilisera l'apprentissage automatique pour identifier les fonctions d'impédance variable à partir de données valides, y compris les réponses de perturbation conjointes dans l'espace phase/tâche afin d'orienter la solution vers des valeurs biologiques. Le modèle d'impédance résultant sera utilisé avec des estimations en temps réel des variables de phase et de tâche pour contrôler une prothèse de genou-cheville motorisée personnalisée et l'Ossur PowerKnee dans toutes les activités. L'essai clinique comprendra les expériences suivantes sur des sujets humains.

Objectif 1.3 : N=5 sujets valides seront recrutés pour les tests initiaux des contrôleurs de marche et d'escalier. Une fois que la prothèse électrique genou-cheville aura atteint des performances satisfaisantes, nous recruterons N = 5 sujets amputés pour valider ces contrôleurs.

Objectif 2.3 : N = 5 sujets valides seront recrutés pour les tests initiaux des contrôleurs de transition assis-debout et marche-escalier. Une fois que la prothèse électrique genou-cheville aura atteint des performances satisfaisantes, nous recruterons N = 5 sujets amputés pour valider ces contrôleurs.

Objectif 3.1 : N = 5 sujets amputés seront inscrits pour valider l'interface clinique des contrôleurs de prothèse motorisés.

Objectif 3.2 : N=5 sujets amputés seront inscrits pour valider le transfert des contrôleurs vers le PowerKnee.

Objectif 3.3 : N = 10 sujets amputés seront inscrits dans une étude sur les résultats d'endurance et de symétrie avec le PowerKnee par rapport à leur prothèse à emporter.