민첩한 전동 의족을 위한 지속적으로 변화하는 활동에 대한 운동 제어

이 프로젝트의 전반적인 목표는 지속적으로 변화하는 운동에 대한 인간 관절 생체역학을 모델링하여 무릎 위 의지의 적응형 제어를 가능하게 하는 것입니다. 무릎 위 절단 수술을 받은 환자는 긍정적인 기계적 작업과 능동적인 제어가 부족하여 기존 보철물을 사용하여 일상 생활의 다양한 활동을 수행하는 데 종종 어려움을 겪습니다. 신흥 전동 의지에는 이러한 누락된 기능을 수행할 수 있는 모터가 있지만 사용자가 경험하는 생체 역학은 이러한 모터의 제어에 달려 있습니다. 보철물이 사용자 및 환경과 상호 작용하는 방식은 관절 임피던스(관절 운동과 토크 사이의 관계)를 통해 제어될 수 있습니다. 보철 관절 임피던스는 일반적으로 제한된 일련의 개별 활동 내에서 개별 보행 단계에 대한 강성, 점도 및 평형 각도를 통해 정의되지만, 이 프레임워크는 정상 상태 활동(예: 다양한 속도/경사로 걷기)의 지속적인 변화를 허용하지 않습니다. ) 또는 활동 간의 지속적인 전환(예: 계단 오르기 등). 이 프로젝트의 중심 가설은 가변 관절 임피던스가 위상 및 작업 변수라고 하는 측정 가능한 양을 기반으로 하는 연속 모델에 의해 매개변수화될 수 있다는 것입니다. 이 프로젝트에서는 기계 학습을 사용하여 위상/작업 공간 전반에 걸친 공동 섭동 반응을 포함한 건강한 데이터에서 가변 임피던스 함수를 식별하여 솔루션을 생물학적 값으로 편향시킵니다. 결과 임피던스 모델은 위상 및 작업 변수의 실시간 추정과 함께 사용되어 활동 전반에 걸쳐 맞춤형 전동 무릎 발목 보철물과 Ossur PowerKnee를 제어합니다. 임상 시험은 다음과 같은 인간 대상 실험으로 구성됩니다.

목표 1.3: 보행 및 계단 컨트롤러의 초기 테스트를 위해 N=5명의 건강한 피험자를 모집합니다. 전동식 무릎 발목 보철물이 만족스러운 성능을 달성하면 N=5명의 절단 환자를 ​​등록하여 이러한 컨트롤러를 검증할 것입니다.

목표 2.3: 앉았다 일어서기 및 걷기-계단 전환 컨트롤러의 초기 테스트를 위해 N=5의 건강한 피험자를 모집합니다. 전동식 무릎 발목 보철물이 만족스러운 성능을 달성하면 N=5명의 절단 환자를 ​​등록하여 이러한 컨트롤러를 검증할 것입니다.

목표 3.1: 전동 의지 컨트롤러에 대한 임상 인터페이스를 검증하기 위해 N=5명의 절단 환자를 ​​등록합니다.

목표 3.2: PowerKnee로의 컨트롤러 이전을 검증하기 위해 N=5명의 절단 환자 대상을 등록합니다.

목표 3.3: N=10명의 절단 환자를 ​​집에 가져가는 의지와 비교하여 PowerKnee를 사용한 지구력 및 대칭 결과에 대한 연구에 등록합니다.