Pesquisadores do pedreiro que trabalham para melhorar próteses superiores do membro

Siddhartha Sikdar, professor, tecnologia biológica, escola de Volgenau da engenharia, Parag Chitnis, professor adjunto, tecnologia biológica, e Guoqing Diao, professor adjunto, estatísticas, está trabalhando para desenvolver e avaliar um sistema de controlo protético do protótipo que use sensores wearable da imagem lactente do ultra-som para detectar a actividade de músculo residual um pouco do que a electromiografia.

A grande maioria de todas as amputações traumatismo-relacionadas nos Estados Unidos envolve os membros superiores. Aproximadamente a metade daqueles indivíduos que recebem uma prótese myoelectric da extremidade superior eventualmente abandona o uso do sistema, primeiramente devido a sua funcionalidade limitada.

Esta aproximação nova--de usar a imagem lactente do ultra-som--pode melhor distinguir entre compartimentos funcionais diferentes nos músculos do antebraço, e fornecem os sinais de controle robustos que são proporcionais à actividade de músculo. Isto melhorado detectando a estratégia tem o potencial melhorar significativamente a funcionalidade de prótese da extremidade superior, e fornece o controle intuitivo destro que é uma melhoria significativa sobre métodos de controle não invasores avançados actuais.

Este projecto interdisciplinar reune investigador no pedreiro, em sócios comerciais em tecnologias biomedicáveis infinitas assim como em clínicos no hospital da reabilitação de MedStar e na clínica nacionais do gancho.

Os pesquisadores têm dois alvos para este projecto.

Primeiramente, apontam desenvolver e testar um estojo compacto, sistema protético sonomyographic da pesquisa-categoria. Como parte desta etapa, desenvolverão um sistema miniaturizado da imagem lactente do ultra-som da baixa potência que possa ser integrado em um soquete protético e em algoritmos para a classificação e o controle do tempo real com graus de liberdade múltiplos (DOF). Integrarão transdutores da imagem lactente do ultra-som dentro dos soquetes protéticos do teste e terminarão a integração de sistemas e o teste. Avaliarão então a qualidade de sinal sonomyographic com mudanças na posição de braço e a carga do soquete com os indivíduos com perda transradial do membro em um ajuste do laboratório.

O alvo dos pesquisadores em segundo para o projecto é avaliar o desempenho do controle sonomyographic comparado ao controle directo myoelectric e ao controle myoelectric avançado do reconhecimento de padrões. Executarão estas avaliações com os indivíduos com perda transradial do membro usando a tarefa da lei de um Fitts da realidade virtual assim como o resultado clínico mede usar um dispositivo terminal. A lei de Fitts é um modelo com carácter de previsão do movimento humano de uso geral na interacção homem-máquina e na ergonomia. A medida clínica preliminar do resultado será o procedimento da avaliação da mão de Southampton e a medida secundária do resultado será a tarefa do internamento do pregador de roupa. Além do que as medidas clínicas do resultado, os investigador avaliarão o intuitiveness do controle usando o seguimento do olhar, a qualidade do movimento, carga cognitiva durante o desempenho da tarefa, e utilizam medidas questionário-baseadas da satisfação da prótese.

A conclusão bem sucedida deste projecto conduzirá à primeira avaliação humana de um protótipo integrado que use sensores portáteis da imagem lactente da baixa potência e análise de imagem do tempo real para detectar a actividade de músculo residual para o controle protético. A longo prazo, os pesquisadores antecipam que as melhorias na funcionalidade e no intuitiveness do controle aumentarão a aceitação por usuários da prótese.

Os pesquisadores receberam $759.638 de um financiamento total antecipado de $3.633.133 do departamento dos Estados Unidos da saúde e serviços humanos para este trabalho. O financiamento começou em fevereiro de 2020 e terminará ao fim de janeiro de 2025.