Opracowanie kontrolera czasu rzeczywistego do oceny wydajności chodu z wykorzystaniem dwustronnego egzoszkieletu kostki
1 czerwca 2026 zaktualizowane przez: University of Nebraska
Opracowanie kontrolera umożliwiającego indywidualne wspomaganie w egzoszkieletach kostki robotycznej
To badanie ma na celu opracowanie i przetestowanie nowego kontrolera do egzoszkieletu robota kostki (Biomotum), który może dostosowywać się w czasie rzeczywistym, aby lepiej wspierać ludzi podczas chodzenia.
System uczy się, jak porusza się każda osoba, i automatycznie zmienia ilość oraz czas udzielanej pomocy, aby chodzenie stało się łatwiejsze i bardziej efektywne.
Korzystając z informacji od osoby noszącej urządzenie, egzoszkielet może szybko znaleźć poziom wsparcia, który najlepiej dla niej działa.
Długoterminowym celem jest stworzenie spersonalizowanej pomocy w chodzeniu, która może pomóc osobom z ograniczeniami ruchowymi poruszać się wygodniej i przy mniejszym wysiłku.
Przegląd badań
Status
Jeszcze nie rekrutacja
Warunki
Interwencja / Leczenie
Szczegółowy opis
Ten projekt ma na celu opracowanie i przetestowanie adaptacyjnego sterownika w czasie rzeczywistym dla egzoszkieletu kostki robotycznej (Biomotum), który personalizuje wsparcie dla każdego użytkownika poprzez minimalizację kosztu metabolicznego i optymalizację wzorców aktywacji mięśni podczas chodzenia.
Wykorzystując optymalizację z udziałem człowieka w pętli i zaawansowane modelowanie mięśniowo-szkieletowe, sterownik będzie dynamicznie dostosowywał wielkość momentu obrotowego i jego czas, aby osiągnąć optymalną wydajność szybciej niż obecne metody.
Typ studiów
Interwencyjne
Zapisy (Szacowany)
6
Faza
- Nie dotyczy
Kontakty i lokalizacje
Ta sekcja zawiera dane kontaktowe osób prowadzących badanie oraz informacje o tym, gdzie badanie jest przeprowadzane.
Kontakt w sprawie studiów
- Nazwa: Farah Fallahtafi, PhD
- Numer telefonu: 4025543075
- E-mail: ffallahtafti@unomaha.edu
Lokalizacje studiów
-
-
Nebraska
-
Omaha, Nebraska, Stany Zjednoczone, 68108
- Biomechanics Research Building, University of Nebraska at Omaha
-
-
Kryteria uczestnictwa
Badacze szukają osób, które pasują do określonego opisu, zwanego kryteriami kwalifikacyjnymi. Niektóre przykłady tych kryteriów to ogólny stan zdrowia danej osoby lub wcześniejsze leczenie.
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
- Dorosły
Akceptuje zdrowych ochotników
Tak
Opis
Kryteria włączenia:
- zdolność do samodzielnego chodzenia na bieżni przez 10 minut,
- brak schorzeń neurologicznych, sercowo-naczyniowych, płucnych lub układu mięśniowo-szkieletowego ograniczających chodzenie i ćwiczenia,
- brak obecnego bólu lub urazu kończyn dolnych,
- zdolność do noszenia egzoszkieletu i szelek bezpieczeństwa, możliwość wyrażenia świadomej zgody
Kryteria wyłączenia:
- historia choroby neurologicznej wpływającej na chód lub równowagę,
- obecny lub niedawny uraz lub operacja układu mięśniowo-szkieletowego kończyn dolnych,
- przewlekły ból kończyn dolnych podczas chodzenia,
- niemożność uczestniczenia w ćwiczeniach o umiarkowanej intensywności,
- konieczność korzystania z urządzenia wspomagającego chodzenie,
- jakiekolwiek choroby metaboliczne lub ogólnoustrojowe, które mogą ulec zaostrzeniu w wyniku ćwiczeń
Plan studiów
Ta sekcja zawiera szczegółowe informacje na temat planu badania, w tym sposób zaprojektowania badania i jego pomiary.
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
- Główny cel: Wykonalność urządzenia
- Przydział: Nie dotyczy
- Model interwencyjny: Zadanie dla jednej grupy
- Maskowanie: Brak (otwarta etykieta)
Broń i interwencje
Grupa uczestników / Arm |
Interwencja / Leczenie |
|---|---|
|
Eksperymentalny: Jednoramienne badanie spersonalizowanego kontrolera egzoszkieletu kostki robota
W tej grupie zastosowano projekt wewnątrzpodmiotowy z dwoma metodami szacowania kosztu metabolicznego w porównaniu ze złotym standardem pomiaru kosztu metabolicznego, w którym pojedynczy uczestnik jest poddawany dwóm odrębnym pomiarom.
Projekt ten umożliwia bezpośrednie porównanie efektów każdej metody (tj. szacowania w porównaniu ze złotym standardem) u tej samej osoby, minimalizując zmienność międzyosobniczą i zwiększając moc statystyczną analizy.
|
To urządzenie wykorzystuje robotyczny egzoszkielet kostki wyposażony w kontroler adaptacyjny działający w czasie rzeczywistym, który dostosowuje moment zgięcia podeszwowego na podstawie mechaniki chodu każdego uczestnika.
W przeciwieństwie do standardowych kontrolerów egzoszkieletów, które wykorzystują stałe lub wcześniej zaprogramowane poziomy wsparcia, ten system stosuje optymalizację z udziałem człowieka w pętli, aby ciągle aktualizować wielkość i czas momentu obrotowego podczas chodu na bieżni.
Kontroler integruje szacunki metaboliczne, dane kinematyczne i modelowanie układu mięśniowo-szkieletowego, aby zidentyfikować zindywidualizowane wzorce wsparcia, które zmniejszają wysiłek chodu i poprawiają efektywność aktywacji mięśni.
Uczestnicy wykonują wiele prób chodu, podczas gdy kontroler automatycznie modyfikuje wsparcie, aby określić optymalne spersonalizowane ustawienia.
|
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Udana praca w czasie rzeczywistym sterownika egzoszkieletu kostki robotycznej
Ramy czasowe: do zakończenia badania, średnio 1 rok
|
Wykonalność urządzenia zostanie oceniona na podstawie udanej pracy w czasie rzeczywistym robotycznego egzoszkieletu kostki i adaptacyjnego kontrolera podczas chodzenia na bieżni.
Wykonalność definiuje się jako zdolność kontrolera do ciągłego generowania, aktualizowania i stosowania momentu wspomagającego w czasie rzeczywistym na podstawie napływających danych biomechanicznych i fizjologicznych bez awarii systemu, przerwania lub zakończenia z powodów bezpieczeństwa.
Udane działanie zostanie potwierdzone przez ciągłe funkcjonowanie kontrolera i zsynchronizowane pozyskiwanie danych podczas prób chodzenia.
|
do zakończenia badania, średnio 1 rok
|
Miary wyników drugorzędnych
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Szybkość metabolizmu netto podczas chodzenia z asystą egzoszkieletu mierzona kalorymetrią pośrednią
Ramy czasowe: przez cały okres trwania badania, średnio 1 rok
|
Zużycie netto tlenu (VO₂) i produkcja dwutlenku węgla (VCO₂) będą mierzone podczas chodu na bieżni przy użyciu kalorymetrii pośredniej (Cosmed K5, Cosmed USA Inc., Chicago, IL).
Wskaźnik metaboliczny będzie obliczany przy użyciu standardowych równań w warunkach ustalonego stanu chodu.
Pomiary będą zbierane w regularnych odstępach czasu w celu scharakteryzowania zapotrzebowania metabolicznego przy różnych konfiguracjach wsparcia egzoszkieletu.
|
przez cały okres trwania badania, średnio 1 rok
|
|
Szacowana Szybkość Metabolizmu Wyznaczona z Modelowania Układu Mięśniowo-Szkieletowego Przestrzeni Stawowych
Ramy czasowe: aż do ukończenia badania, średnio 1 rok
|
Szacowane tempo metabolizmu zostanie wyznaczone na podstawie modeli stawowo-mięśniowo-szkieletowych z wykorzystaniem danych kinematycznych i kinetycznych zebranych podczas chodu na bieżni.
Oszacowania oparte na modelu będą obliczane dla każdego kroku, aby zapewnić pośrednie oszacowanie zapotrzebowania metabolicznego, które można porównać z bezpośrednimi pomiarami z kalorymetrii pośredniej.
|
aż do ukończenia badania, średnio 1 rok
|
|
Szacowana Aktywacja Mięśni Kończyn Dolnych Wyznaczona na Podstawie Modelowania Układu Mięśniowo-Szkieletowego w Stawach
Ramy czasowe: do zakończenia badania, średnio 1 rok
|
Wzorce aktywacji mięśni kończyn dolnych będą szacowane przy użyciu modeli mięśniowo-szkieletowych w przestrzeni stawowej, opartych na danych z przechwytywania ruchu i sile reakcji podłoża zebranych podczas chodu na bieżni.
Szacowane wartości aktywacji mięśni będą obliczane dla każdego kroku, aby scharakteryzować zaangażowanie nerwowo-mięśniowe podczas chodu wspomaganego egzoszkieletem.
|
do zakończenia badania, średnio 1 rok
|
|
Aktywacja mięśni kończyn dolnych mierzona powierzchniową elektromiografią podczas chodzenia
Ramy czasowe: do zakończenia badania, średnio 1 rok
|
Aktywację mięśni kończyn dolnych (np. mięśnia piszczelowego przedniego, mięśnia brzuchatego łydki przyśrodkowego, mięśnia brzuchatego łydki bocznego, mięśnia płaszczkowatego) będzie mierzona podczas chodu na bieżni przy użyciu powierzchniowej elektromiografii (Delsys).
Sygnaty EMG będą zbierane w sposób ciągły i przetwarzane w celu ilościowego określenia wzorców aktywacji mięśni podczas chodu wspomaganego egzoszkieletem. |
do zakończenia badania, średnio 1 rok
|
|
Podczas badań chodu na bieżni przeprowadzonych podczas jednej wizyty badawczej
Ramy czasowe: do zakończenia badania, średnio przez 1 rok
|
Zbieżność parametrów kontrolera będzie oceniana podczas optymalizacji z udziałem człowieka w pętli poprzez ocenę zmian parametrów wzmocnienia i czasu kontrolera w kolejnych próbach chodu.
Zbieżność jest definiowana jako stabilizacja parametrów kontrolera w zdefiniowanym wcześniej zakresie podczas procesu optymalizacji.
|
do zakończenia badania, średnio przez 1 rok
|
Współpracownicy i badacze
Tutaj znajdziesz osoby i organizacje zaangażowane w to badanie.
Sponsor
Współpracownicy
Śledczy
- Główny śledczy: Farah Fallahtafti, PhD, Department of Biomechanics, University of Nebraska at Omaha
Daty zapisu na studia
Daty te śledzą postęp w przesyłaniu rekordów badań i podsumowań wyników do ClinicalTrials.gov. Zapisy badań i zgłoszone wyniki są przeglądane przez National Library of Medicine (NLM), aby upewnić się, że spełniają określone standardy kontroli jakości, zanim zostaną opublikowane na publicznej stronie internetowej.
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów (Szacowany)
1 czerwca 2026
Zakończenie podstawowe (Szacowany)
1 sierpnia 2026
Ukończenie studiów (Szacowany)
1 grudnia 2026
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
5 grudnia 2025
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
30 stycznia 2026
Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)
6 lutego 2026
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
2 czerwca 2026
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
1 czerwca 2026
Ostatnia weryfikacja
1 grudnia 2025
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Słowa kluczowe
Inne numery identyfikacyjne badania
- 0587-25-FB
- 55136 (Inny numer grantu/finansowania: Nebraska Research Initiative)
Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)
Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?
NIE
Opis planu IPD
IPD nie będzie udostępniany, ponieważ bezpośrednie pomiary są wykonywane wyłącznie dla pomiarów wyjściowych, które będą wykorzystywane przez oprogramowanie modelujące.
Skrypty i kod użyte w badaniu zostaną udostępnione jako otwarte oprogramowanie, ale nie obejmuje to danych osobowych uczestników.
Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze
Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA
Nie
Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA
Tak
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .