Ricercatori del muratore che lavorano per migliorare la protesi superiore dell'arto

Siddhartha Sikdar, professore, la bioingegneria, banco di Volgenau di assistenza tecnica, Parag Chitnis, assistente universitario, la bioingegneria e Guoqing Diao, professore associato, statistiche, sta funzionando per mettere a punto e valutare un sistema di controllo prostetico del prototipo che utilizza i sensori portabili della rappresentazione di ultrasuono per percepire l'attività di muscolo residua piuttosto che l'elettromiografia.

La vasta maggioranza di tutte le amputazioni in relazione con il trauma negli Stati Uniti comprende gli arti superiori. Approssimativamente la metà di quelle persone che ricevono finalmente una protesi myoelectric dell'arto superiore abbandona l'uso del sistema, soprattutto a causa della loro funzionalità limitata.

Questo approccio novello--di usando rappresentazione di ultrasuono--può distinguere meglio fra i compartimenti funzionali differenti nei muscoli dell'avambraccio e forniscono i segnali di controllo robusti che sono proporzionali ad attività di muscolo. Ciò migliore percependo la strategia ha il potenziale di migliorare significativamente la funzionalità delle protesi dell'arto superiore e fornisce il controllo intuitivo abile che è un miglioramento significativo sopra i metodi di controllo non invadenti avanzati correnti.

Questo progetto interdisciplinare riunisce i ricercatori al muratore, ai partner commerciali alle tecnologie biomediche infinite come pure ai clinici all'ospedale di ripristino di MedStar ed alla clinica nazionali del gancio.

I ricercatori hanno due obiettivi per questo progetto.

In primo luogo, mirano a mettere a punto e sperimentare un compatto, sistema prostetico sonomyographic del ricerca-grado. Come componente di questo punto, metteranno a punto un sistema a bassa potenza miniaturizzato della rappresentazione di ultrasuono che può essere integrato in un socket prostetico e negli algoritmi per la classificazione ed il controllo in tempo reale con i gradi di libertà multipli (DOF). Integreranno i trasduttori della rappresentazione di ultrasuono all'interno dei socket prostetici della prova e dell'integrazione e della prova di sistema completo. Poi valuteranno la qualità di segnale sonomyographic con i cambiamenti nella posizione di braccio ed il caricamento del socket con le persone con perdita transradial dell'arto in una regolazione del laboratorio.

Lo scopo dei ricercatori in secondo luogo per il progetto è di valutare la prestazione di controllo sonomyographic confrontata a controllo diretto myoelectric ed a controllo myoelectric avanzato di riconoscimento di forme. Eseguiranno queste valutazioni con le persone con perdita transradial dell'arto facendo uso del compito della legge di un Fitts di realtà virtuale come pure delle misure cliniche di risultato facendo uso di un'apparecchiatura terminale. La legge di Fitts è un modello premonitore di movimento umano comunemente usato in interazione ed ergonomia di uomo-macchina. La misura clinica primaria di risultato sarà la procedura di valutazione della mano di Southampton e la misura secondaria di risultato sarà il compito della rilocazione della molletta da bucato. Oltre alle misure cliniche di risultato, i ricercatori valuteranno il intuitiveness di controllo facendo uso del tenere la carreggiata di sguardo fisso, la qualità di movimento, conoscenza richiesta durante la prestazione di compito ed utilizzano alle le misure basate a questionario della soddisfazione della protesi.

Il riuscito completamento di questo progetto piombo alla prima valutazione umana di un prototipo integrato che usa i sensori portatili a bassa potenza della rappresentazione e l'analisi sulla base di immagini in tempo reale per percepire l'attività di muscolo residua per controllo prostetico. A lungo termine, i ricercatori anticipano che i miglioramenti nella funzionalità e in intuitiveness di controllo aumenteranno l'accettazione dagli utenti della protesi.

I ricercatori hanno ricevuto $759.638 su un finanziamento totale anticipato di $3.633.133 dal ministero degli Stati Uniti dei servizi sanitari e sociali per questo lavoro. Il finanziamento ha cominciato nel febbraio 2020 e cesserà alla fine del gennaio 2025.