动力膝关节假肢的新方法:在严格被动的假肢行为上叠加动力辅助

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
• 假肢的使用 假肢的使用

背景情况:

• 传统的被动膝关节假肢往往缺乏足够的动力辅助来完成要求很高的活动.
• 现有的动力假肢可以提供持续的帮助,这并不总是必要或有效的.

研究的目的:

• 开发和评估一款用于动力膝关节假肢的新型控制系统,该系统可以智能地在被动和主动 (动力) 行为之间切换.
• 通过提供适应性膝关节关节控制来提高腿骨移植截肢者的功能能力.

主要方法:

• 开发了一个六态有限态机器,将膝关节功能分为四种行为:抵抗性姿态,活跃姿态,弹道性摆动和非弹道性摆动.
• 控制系统利用用户运动在状态和控制扭矩之间进行过渡,实现"弹道摆动"阶段和动力立场阶段膝盖延伸.
• 使用了一种新的动力膝关节假肢,用于被动摇摆的阻抗低,用于动力姿势的扭矩高.

主要成果:

• 电力补充,名义上的被动膝关节假肢证明了在各种活动中有效控制.
• 该系统提供动力膝盖延伸,用于挑战性活动,如爬楼梯 (跨越).
• 对比实验显示了新系统与传统的被动微处理器控制假肢之间的功能差异.

结论:

• 这种新的控制策略成功地将被动和动力行为整合到膝关节假肢中.
• 这种适应性方法为腿骨截肢者提供了有前途的进步,提高了效率和能力.
• 该系统能够提供响应式,用户驱动的控制,这代表了假肢技术的重大进展.