用机器人膝关节假肢改善截肢者在日常生活活动中的耐力:一个案例研究

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复机器人 康复机器人
• 假肢和整形手术

背景情况:

• 在临床试验中,机器人膝关节假肢往往表现低于被动设备.
• 用户的行走耐力可能是机器人假肢益处更敏感的指标.
• 之前的研究缺乏先进的控制和具有挑战性的任务来证明耐力增长.

研究的目的:

• 为机器人假肢提供一种基于相位的中级控制器.
• 为了评估这个控制器是否与被动假肢相比,提高了用户的行走耐力.
• 调查耐力指标与基于时间的指标之间的适用性.

主要方法:

• 开发了一种基于相位的中级控制器,用于仿生关节动力学和动力学.
• 挑战了一名膝盖以上截肢的参与者进行一系列日常生活活动.
• 将带有新控制器的机器人假肢与被动假肢之间的耐力性能进行比较.

主要成果:

• 参与者在疲劳之前用机器人假肢完成了两倍多的圈子.
• 肌肉不适和疲劳受动假肢的耐力有限.
• 基于时间的指标没有捕捉到观察到的耐力改善.

结论:

• 基于阶段的中级控制器可以提高机器人假肢的性能和用户的耐力.
• 耐力和疲劳指标可能更好地反映了先进机器人假肢的临床优势.
• 适应各种任务的生物仿真控制对于假肢的有效性至关重要.