适应生物仿真动力学来控制动力膝盖,被动脚假肢在斜坡上的控制

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 假肢和整形手术
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 动力多关节假肢显示出希望,但面临着将其转化为临床使用的挑战.
• 商业电动膝关节假肢通常与被动假肢足相配合,限制了脚关节的运动,特别是在倾斜的位置上.
• 这种限制阻碍了先进的仿生控制方法的应用,这些控制方法假定具有规范性的关节生物力学.

研究的目的:

• 为动力膝关节假肢适应连续膝关节运动模型.
• 为了使生物仿真控制方法能够有效地在脚关节锁定的斜坡上发挥作用.
• 改善先进的假肢控制策略的临床翻译.

主要方法:

• 调整了一种连续的膝盖运动模型,以最大限度地减少与健身数据相比的全球足部角度差异.
• 在控制适应过程中假设锁定了脚关节.
• 使用适应的控制器对膝盖以上截肢的参与者进行了试点实验.

主要成果:

• 与基线控制器相比,调整后的控制器表现出了相当大的好处.
• 平地行走的表现与现有方法相似.
• 在的坡度上,假肢承载能力和压力进展中心恢复到接近规范的水平.

结论:

• 调整后的控制策略为将仿生控制与现有商业假肢硬件相结合提供了一个有前途的途径.
• 这种方法为肢体损失患者提供了短期的临床影响和切实的好处.
• 该方法增强了电动膝关节假肢在诸如斜坡等具有挑战性的地形上的功能.