足首外骨格支援は,脳性麻痺の個人に歩いているときに膝の接触力を軽減します

科学分野:

• バイオメカニクス バイオメカニクス
• リハビリテーションエンジニアリング
• 整形外科 整形外科

背景:

• 筋肉・骨格の健康は,全体的な健康に不可欠であり,脳性麻痺 (CP) はしばしば歩行障害,関節痛,変性につながる.
• ウェアラブル・アシスティヴ・デバイスは,CPにおけるモビリティを改善する見込みがあるが,関節負荷への影響は十分に理解されていない.

研究 の 目的:

• 脳性麻痺患者の膝の接触力に対する足首の外骨格支援の効果を定量化するために.
• 筋肉の力,関節の負荷,足首のサポートと無条件の歩行メカニズムとの関係を調査する.

主な方法:

• CPを患った11人の参加者は,靴 (靴のみ) と外骨格支援 (Exo) の2つの条件下でトレッドミールを歩きました.
• エレクトロミオグラフィ (EMG) によるモデリングは,下肢の筋肉力を推定し,EMG信号で筋肉の活性化を制限するために使用されました.
• 圧縮的な膝の接触力は,推定された筋肉の力に基づいて計算されました.

主要な成果:

• 足首エクソスケルトンアシスタントは,シード状態 (p ≤ 0.003) と比較すると,ピークの遅い姿勢の膝の接触力を9.3%と,平均的な姿勢の段階の膝の接触力を7.2%大幅に減少させた.
• また,アシスタンスにより,スタンスフェーズ四頭筋の筋力が9.1%低下 (p = 0.015) し,これは膝の接触力の低下 (p < 0.001) と強く関連していました.
• 膝の伸びや足首の足元屈折などの個々の歩行パラメータは,膝の下部の接触力と相関しています.

結論:

• 足首の外骨格支援は,CPの個人に膝の負荷を軽減することができます.
• 膝の負荷の軽減は,歩行中に膝の伸縮筋力の減少によって媒介されるようです.
• 発見は,足首アシスタンスが,CPにおける膝関節のストレスを管理するための潜在的な戦略であることを示唆しています.