一个紧且具有成本效益的步态模拟器,以推进假肢开发,减少对人体试验的依赖:开发,验证和应用

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 生物力学 生物力学
• 假肢和整形手术

背景情况:

• 步行模拟器对于假肢膝盖的发展至关重要,但高成本和有限的自由度 (DOF) 阻碍了它们的使用.
• 目前的模拟器面临着复杂,昂贵的系统和那些DOF不足以进行准确测试的系统之间的权衡.

研究的目的:

• 为了确定成本效益高的步态模拟器所需的最低DOF,用于假肢膝盖测试.
• 在假肢开发周期中减少对广泛用户试验的依赖.

主要方法:

• 数字模拟假肢腿部摇摆阶段与大腿段的不同停止的DOF.
• 使用3D步态数据,比较不同的DOF配置与六个DOF的理想情况.
• 开发和硬件循环模拟测试一个紧的,模块化的步态模拟器.

主要成果:

• 只有形平面运动 (屈曲-延伸,垂直和水平转移) 对于假肢膝盖测试至关重要.
• 开发的紧型步行模拟器有效评估了假肢膝盖的性能.
• 发现IITM多中心膝盖 (IPK) 在跟鞋接触之前完全伸展,这表明需要重新设计其延伸停止.

结论:

• 一个具有成本效益的步态模拟器,具有最小的DOF (松平面运动) 是可行的,用于假膝盖测试.
• 这种方法可以显著降低开发成本和用户试验的需求.
• 该研究突出了对假肢膝盖性能和安全的关键设计见解,例如IPK的延伸停止功能.