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Chercheurs de maçon travaillant pour améliorer la prosthétique de membre supérieur

Siddhartha Sikdar, professeur, bio-ingénierie, école de Volgenau du bureau d'études, Parag Chitnis, professeur adjoint, bio-ingénierie, et Guoqing Diao, professeur agrégé, statistiques, fonctionnent pour développer et évaluer un système de contrôle prothétique de prototype qui utilise les détecteurs portables de représentation d'ultrason pour détecter l'activité musculaire résiduelle plutôt que l'électromyographie.

L'immense majorité de toutes les amputations liées au traumatisme aux Etats-Unis concernent les membres supérieurs. Environ la moitié de ces personnes qui reçoivent une prothèse myoelectric de membre supérieur éventuellement abandonnent l'utilisation du système, principalement à cause de leur fonctionnalité limitée.

Cette approche nouvelle--d'employer la représentation d'ultrason--peut mieux distinguer différents compartiments fonctionnels dans les muscles d'avant-bras, et fournit les signaux de commande robustes qui sont proportionnels à l'activité musculaire. Ceci amélioré détectant la stratégie a le potentiel d'améliorer de manière significative la fonctionnalité des prothèses de membre supérieur, et fournit le contrôle intuitif adroit qui est une importante amélioration au-dessus des techniques de contrôle non envahissantes de pointe actuelles.

Ce projet interdisciplinaire rassemble des chercheurs au maçon, aux associés commerciaux aux technologies biomédicales infinies ainsi qu'aux cliniciens à l'hôpital de rééducation de MedStar et à la clinique nationaux de bride de fixation.

Les chercheurs ont deux objectifs pour ce projet.

D'abord, ils visent à développer et vérifier un contrat, système prothétique sonomyographic de recherche-pente. En tant qu'élément de cette opération, ils développeront un système de basse puissance miniaturisé de représentation d'ultrason qui peut être intégré dans une douille prothétique et des algorithmes pour la catégorie en temps réel et le contrôle avec des degrés de liberté multiples (DOF). Ils intégreront des transducteurs de représentation d'ultrason dans les douilles prothétiques de test et l'intégration et le contrôle de système complet. Ils évalueront alors la qualité du signal sonomyographic avec des changements de position d'arme et la charge de douille avec des personnes avec la perte transradial de membre dans un réglage de laboratoire.

L'objectif des chercheurs en second lieu pour le projet est d'évaluer le rendement du contrôle sonomyographic comparé aux commandes directes myoelectric et au contrôle myoelectric de pointe de reconnaissance des formes. Ils effectueront ces bilans avec des personnes avec la perte transradial de membre utilisant des mesures de tâche ainsi que de résultat clinique de la loi d'un Fitts de réalité virtuelle utilisant un terminal. La loi de Fitts est un modèle prévisionnel du mouvement humain utilisé généralement en interaction homme-ordinateur et ergonomie. La mesure primaire de résultat clinique sera la procédure d'évaluation de main de Southampton et la mesure d'effet secondaire sera la tâche de réadressage de pince à linge. En plus des mesures de résultat clinique, les chercheurs évalueront l'intuitiveness du contrôle utilisant le rail de regard fixe, la qualité du mouvement, charge cognitive pendant le rendement de tâche, et utilisent des mesures basées sur questionnaire de satisfaction de prothèse.

L'achèvement couronné de succès de ce projet mènera au premier bilan humain d'un prototype intégré qui emploie les détecteurs portatifs de basse puissance de représentation et l'analyse d'image en temps réel pour détecter l'activité musculaire résiduelle pour le contrôle prothétique. À long terme, les chercheurs anticipent que les améliorations de la fonctionnalité et de l'intuitiveness du contrôle augmenteront l'acceptation par des usagers de prothèse.

Les chercheurs ont reçu $759.638 sur un financement total anticipé de $3.633.133 du département des services sociaux et de hygiène des Etats-Unis pour ce travail. Le financement a commencé en février 2020 et finira fin janvier 2025.