脳卒中のための補助股関節外骨格研究

外骨格を使用したコミュニティでの歩行を実現する上での 1 つの重要な課題は、さまざまな運動タスクを達成するための適応制御システムを提供することです。 今日の多くの外骨格は、人間の筋骨格系に対するデバイスの影響を詳細に理解することなく開発されています。 この研究は、制御システムが運動学、動力学、筋肉活性化パターンなどの人間の生体力学にどのように影響するかという問題を調査することに関心があります。 人間の生体力学に基づいて外骨格コントローラーを最適化し、タスクに基づいて制御を適応させることで、この作業は患者に最大の利益をもたらし、補助的な股関節外骨格で最先端を進めることができます。 下肢支援技術の恩恵を受ける可能性のある大規模な患者集団は、この提案が対象とする特定の集団である脳卒中生存者です。 歩行能力を回復した脳卒中生存者に共通する特徴の 1 つは、股関節の筋肉が遠位の筋力低下のために過負荷になっていることです。 研究者らは、立ち上がる、歩く、階段や坂道を上るなど、ほとんどの移動活動で大きな出力を生成する必要がある近位の筋肉組織を強化するために、電動股関節外骨格を使用することを提案しています。 脳卒中生存者のもう 1 つの生体力学的側面は、運動学、動力学、および筋肉の活性化に関して非対称な歩行です。 この研究では、地域での歩行を強化するために、脳卒中生存者にとってどのような外骨格支援が最も有益であるかを調べます。 仮説は、歩行が非対称であるため、モビリティを支援するために最適な支援を提供するには、コントローラーが非対称である必要があるというものです。 長期的な研究目標は、歩行速度や地域での歩行能力などの臨床結果を改善することにより、重度の下肢障害を持つ個人にとって非常に価値のある電動補助外骨格デバイスを作成することです。 提案されたプロジェクトの全体的な目的は、適応コントローラーを備えた股関節外骨格を使用して、下肢欠損のある脳卒中生存者を支援し、地域の歩行能力を向上させることの生体力学的効果を研究することです。 両方の目的を包括する中心的な仮説は、環境地形に適応する外骨格制御が、コミュニティでの歩行タスクにおける人間の外骨格ユーザーのモビリティ メトリックを改善するというものです。 その理由は、人間の生体力学はタスクに基づいて変化するため、外骨格コントローラーも同様に、人間の行動に合わせて支援レベルを最適化する必要があるからです。 チームは以前、トレッドミルで健常者の自律的な股関節外骨格を設計し、広範囲にテストしており、歩行、階段、傾斜路の地上移動中の健常者に関する別の研究でこれを追跡する予定です. この研究の目的は、自律型ロボット股関節外骨格を翻訳して、運動障害のある脳卒中生存者の地域での歩行に適応支援を提供することです。 チームは、（脳卒中による）歩行障害のあるユーザーに自律型股関節外骨格を使用することで、生体力学的効果と臨床的利点を分析します。 この目的の主な仮説は、適応制御フレームワークを使用して、脳卒中生存者が地域での歩行タスクでの移動性を高めるというものです。 サブ仮説は、片側性障害を呈する脳卒中生存者は、非対称補助を伴うコントローラーを使用することで、優れた生体力学的および臨床的結果をもたらすというものです。 研究者は、全体的な対称性を改善し、脳卒中生存者が歩行速度を改善するのに役立つより効率的な歩行パターンを維持するのを助けるために、障害のある側により大きな支援を提供するコントローラーを期待しています (主要な結果の尺度)。 これらの目的の期待される結果は、地上歩行、スロープ、階段などのコミュニティの歩行タスクでロボット外骨格を使用した股関節支援を適用する際の生体力学的および臨床的効果の理解を深めることです。 この作業は、電動股関節自律外骨格を使用して、歩行障害者の生体力学を改善するためにコントローラーを最適化するためのより広範な計画された研究の基礎的なスタートとして機能します。 この目的は、運動障害のある脳卒中生存者に特定の洞察を加えて、下肢障害のある個人を支援するための将来の外骨格の設計と制御を知らせるのに役立つことにより、プラスの影響を与える.