EMG駆動制御器のトランスティビア義肢における比較事例研究

科学分野:

• 生物医学工学
• リハビリテーションロボット
• 義肢と矯正器具

背景:

• 下肢の切断は 移動能力と生活の質に 大きな影響を及ぼします
• 現在の動力型義肢は ユーザの制御と適応性において 課題に直面しています
• 電気筋学 (EMG) による制御は,高度な義肢機能の可能性を秘めています.

研究 の 目的:

• ハイブリッドコントローラ (HC) と対比して新しいEMG駆動変阻コントローラ (VIC) を比較分析する.
• トランスティビアアムプテッドの制御器の性能を様々な歩行作業で評価する.
• ユーザー制御,適応性,そして生体力学的出力の違いを評価する.

主な方法:

• VICとHCを開発し,筋骨格モデルと有限状態の機械阻力コントローラを統合した.
• ヒル型モデルを用いて,前腹筋と筋をモデル化した.
• 横断骨の切断で生体力学的なテストを行いました 足の残留EMG信号を用いて平らな地面,階段,ランプ

主要な成果:

• VICは,より重複可能な性能,感知された制御の強化,およびより大きな出力を示した.
• ランプの上昇と高速歩行中にVICでピークパワーの有意な効果サイズが観察されました.
• HCは,より高いROMとピークパワーを示す,歩行サブフェーズ,特に階段の昇降を容易にしました.

結論:

• VICは予測可能性とユーザー快適性を向上させ,制御感を高めます.
• HCは,階段の交渉のような複雑な移行により良い適応性を提供します.
• 発見は,人工肢のEMGベースの制御戦略を最適化するための将来の研究を導きます.