设计一个液压假肢膝盖与控制时刻可调节的姿势阶段膝盖 flexion 的设计

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复工程 康复工程
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 全球越来越多的下肢截肢患者需要先进的假肢解决方案.
• 现有的液压假肢膝盖往往会导致步态不对称,这是由于地面反应力控制的限制.
• 腿骨外截肢患者需要适应性和可访问的假膝盖,特别是在发展中国家.

研究的目的:

• 提出和评估一种新的液压假肢膝盖,利用控制时刻来控制姿势阶段 (CMSPC膝盖).
• 为了解决液压膝盖中地面反应力控制的局限性,旨在实现更自然的步行.
• 通过CMSPC膝关节的弹刚度变化,实现可调节的立场阶段膝关节曲.

主要方法:

• 开发了一种新的液压膝盖概念,扩展控制时刻立场相位控制 (CMSPC) 的两轴原理.
• 在一个步行实验室里,一个单个受试者的行走实验是用一个转腿截肢者进行的.
• 跑步机以恒定速度 (0.9米/秒) 步行,弹刚度可变,以评估膝盖曲和步态对称.

主要成果:

• 在CMSPC膝盖成功地调整了最大的姿势阶段膝盖屈曲在4.15°和13.89°之间,匹配非残疾人范围.
• 在各种弹硬度设置中观察到时间步行对称性的显著改善.
• 在弹刚度为12.2N/mm时,可以达到最佳的步态对称,相当于没有弹的液压膝盖.

结论:

• 拟议的CMSPC膝盖为改善腿截肢患者的步态自然性和对称性提供了可行的解决方案.
• 通过弹刚性可调节的姿势阶段膝盖曲提供了个性化的步态适应.
• 这种新的方法增强了假肢膝盖的功能,特别是在不同环境中的活跃截肢者身上.