Доказательство концепции роботизированного экзоскелета коленного сустава у здоровых людей и пациентов с гемипарезом во время ходьбы.

- Краткое название: Доказательство концепции одностороннего роботизированного экзоскелета коленного сустава и оценка его влияния на симметрию походки.

- Материалы: Исследователи разработали ортез колено-голеностоп-стопа (KAFO), состоящий из двух суставов, выровненных по колену и лодыжке пользователя. Длина его стержней и положение скобок могут быть адаптированы к антропометрии разных пользователей. Коленный сустав приводится в движение бесщеточным электродвигателем постоянного тока EC-60 flat 408057 (Maxon ag, Швейцария) в сочетании с гармоническим приводом CSD-20-160-2AGR (Harmonic Drive LLC, EE.UU.). Передаточное отношение 1:60 этой системы позволяет применять средний крутящий момент 35 Нм. Голеностопный сустав прототипа остается незадействованным и неограниченным, что позволяет ему свободно перемещаться в сагиттальной плоскости. Общий вес KAFO составляет около 4 кг.

Прототип оснащен датчиками, которые предоставляют информацию о переменных системы, которые используются для ее управления в режиме реального времени, таких как угол сгибания сустава робота или крутящий момент взаимодействия между пользователем и роботом. Кроме того, кинематика походки пользователя измеряется с помощью инерционных измерительных блоков (IMU), а контакт обеих стоп с полом — с помощью резисторов, чувствительных к силе (FSR).

Система использует адаптивный генератор частоты для оценки непрерывной фазы ходьбы контралатеральной конечности и синхронно помогает паретичной ноге, следуя двум различным стратегиям управления: (1) воспроизведение движения здоровой ноги (стратегия эхо) или (2) стимуляция здоровой ноги. паттерн походки на паретичной ноге (паттерн стратегии). Действие робота зависит от фазы походки вспомогательной ноги: во время стояния робот укрепляет конечность, чтобы система, состоящая из ноги и экзоскелета, могла нагрузить вес пользователя и не свалиться, в то время как во время фазы маха робот направляет ногу. движение конечности в соответствии с парадигмой Assisted-As-Needed (AAN), создавая силовой туннель вокруг заданной траектории.

- Процедуры: испытуемых просили ходить по беговой дорожке с постоянной скоростью в течение 5 минут. Все испытуемые выполнили четыре различных типа испытаний: (1) NoExo: испытуемые носили только инерционные датчики и датчики давления стельки, чтобы получить их базальное движение; (2) Свободный: испытуемые носили экзоскелет, хотя привод был механически отсоединен, что позволяло колену свободно двигаться; (3) Эхо: устройство обеспечивало помощь при ходьбе в соответствии со стратегией эхо-контроля; и (4) шаблон: устройство обеспечивало помощь при ходьбе в соответствии со стратегией шаблона. Во время испытаний пациенты были пристегнуты ремнями безопасности, хотя они не выдерживали никакого веса. Перед выполнением испытаний скорость ходьбы выбиралась самими субъектами до комфортного уровня. Субъекты отдыхали между испытаниями не менее пяти минут, чтобы избежать эффектов адаптации и обучения от испытания к испытанию.

Здоровые испытуемые также выполнили предыдущее испытание с переменной скоростью ходьбы (VariableSpeed). Они шли по беговой дорожке, как и в состоянии NoExo, хотя скорость ходьбы случайным образом варьировалась от 1 км/ч до 3 км/ч с шагом 0,2 км/ч в течение как минимум 15 секунд.

- Провайдеры вмешательства Во время испытаний присутствуют физиотерапевт и инженер. Первый отвечает за оценку базовой походки испытуемых и оценку его/ее состояния во время оказания помощи. Инженер отвечает за управление устройством и запись данных.

Оба исследователя контролируют верность вмешательству путем прямого наблюдения.

• Способы доставки Протокол предоставляется одному участнику за раз. Каждый пациент заполняет протокол один раз.
• Расположение Госпиталь Беата Мария Ана (Мадрид, Испания)
• Адаптация и модификации Протокол остается неизменным для всех приложений. Единственной адаптацией к пациентам является выбор комфортной скорости ходьбы для проб.