منصة الهندسة وبروتوكول التجريبية للتصميم والتقييم لبدعم Transfemoral تعويضات تسيطر العصبي-

الهدف العام من هذا الإجراء هو تقديم إعداد تجريبي وبروتوكول في بيئة مكتبة لتقييم الأرجل الاصطناعية التي يتم التحكم فيها عصبيا على المرضى الذين يعانون من بتر الأطراف السفلية. يتم تحقيق ذلك من خلال التحضير أولا لقياس إشارة مخطط كهربية العضل السطحية من عضلات الأطراف السفلية المتبقية للشخص. ثم تتم محاذاة ومعايرة الساق الاصطناعية التي تعمل بالطاقة على الموضوع المجند.

بعد ذلك ، يتم جمع بيانات التدريب وتدريب المصنفات في واجهة الجهاز العصبي. الخطوة الأخيرة هي اختبار أداء التحكم العصبي للساق الاصطناعية التي تعمل بالطاقة على الشخص المبتور المجند. في النهاية ، يتم استخدام الساق الاصطناعية التي تعمل بالطاقة التي يتم التحكم فيها عصبيا للسماح للموضوع بأداء أنشطة مختلفة مثل مستوى الوقوف ، ومنحدر المشي الأرضي ، والصعود ، والنزول المنحدر بأمان وبشكل مستمر في المختبر.

تتمثل الميزة الرئيسية لمنصة هندسة التصميم هذه في أنه يمكن تصحيح كل كتلة وظيفية وتعديلها وتحديثها بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة أو حذف الوظائف أو تغيير الاتصال بين النماذج بسهولة في برنامج الكمبيوتر. يمكن أن يوفر تصميم واجهة مقبس القطب الكهربائي الجديد تسجيل إشارة EMG عالي الجودة ، وتعليق مقبس محكم ، وراحة جيدة للمستخدم.

لذلك ، يمكن استخدام هذا التصميم للتحقيق في خاصية العضلات أو وظيفتها في الأطراف المتبقية لمبتوري الأطراف السفلية. سيتم اعتبار إثبات الإجراء واحدا. وليام بوترايت وآرون فليمنج.

يقوم الطلاب من مختبرنا بإعداد الموضوع للاختبار عن طريق وضع حزام منع السقوط بحجم مناسب وربطه بنظام سكة السقف. بعد ذلك ، حدد سبعة مستشعرات EMG لاسلكية مشحونة بالكامل. أدخل القمر ، ضع مستشعرات مخطط كهربية العضل في مقبس الشفط المخصص في المواقع المعدة.

اكتب رقم طلب المستشعرات وربطها بمواقع EMG. بعد تنظيف جلد الطرف المتبقي للموضوع بكحول الأيزوبروبيل ، قم بتوصيل الطرف الاصطناعي المزود بالطاقة بمقبس الشفط باستخدام محول هرمي. ساعد الشخص في ارتداء مقبس الشفط وتحقق من أن المقبس متصل بإحكام بالطرف المتبقي للشخص.

بعد ذلك ، قم بتشغيل برنامج دفق البيانات التناظرية EMG في الوقت الفعلي. ثم اطلب من الشخص إجراء ثني الورك وتمديده ، واختطاف الورك واختطافه ، وتخيل ثني الركبة وتمديدها ، وفحص إشارات مخطط كهربية العضل للتحقق من اتصال قطب كهربية العضل ونقل البيانات لمحاذاة ومعايرة الطرف الاصطناعي الكهربائي. ابدأ بالموضوع في وضع الوقوف ممسكا بمشاية مساعدة ، اضبط مجموعة من مسامير الدوران على المحول حتى يتم محاذاة موضع الطرف الاصطناعي هندسيا مع المقبس.

اطلب من الشخص رفع الطرف الاصطناعي عن الأرض ومعايرة خلية الحمل على الصرح الاصطناعي. اطلب من الموضوع ممارسة المشي على تضاريس مختلفة: مستوى المنحدر الأرضي والصعود والهبوط على المنحدرات. عند ارتداء الساق الاصطناعية المزودة بالطاقة ، اجعل الشخص يستمر حتى يشعر بالثقة في المشي بالجهاز الذي يعمل بالطاقة وينتج عنه نمط مشية ثابت.

في كل نشاط ، اشرح مسار المشي المحدد مسبقا للموضوع واطلب من الموضوع الوقوف على موقع البداية لمسار المشي. بعد ذلك ، قم بتشغيل الطرف الاصطناعي للطاقة وقم بتحميل المعلمات في وحدة التحكم الجوهرية. قم بتشغيل برنامج كمبيوتر لجمع بيانات التدريب واضبط التحكم الجوهري على الوضع الدائم بالنقر فوق الزر القائم على واجهة المستخدم الرسومية أو اللزجة.

ثم اطلب من الشخص المشي فوق أرض مستوية بسرعة المشي المريحة التي يختارها بنفسه. في الوقت نفسه ، انقر فوق زر المشي على اللزج قبل إصبع القدم من الساق الأمامية للهدف ، والذي يضبط تلقائيا التحكم الجوهري على وضع المشي الأرضي المستوى. عندما يقترب الموضوع من حافة المنحدر، انقر فوق زر صعود المنحدر الموجود على اللزج قبل إصبع القدم من الساق الاصطناعية، مع الضغط على المنحدر، الذي يحول التحكم الجوهري إلى المنحدر كوضع رائحة من أجل السلامة.

اسمح للموضوع باستخدام درابزين يدوي عند المشي على المنحدر. عندما يصل الموضوع إلى حافة المنحدر، انقر فوق زر المشي مرة أخرى. قبل أن يضرب كعب الساق الاصطناعية منصة المستوى ، والتي تحول التحكم الجوهري الاصطناعي إلى وضع المشي الأرضي المستوى.

في نهاية مسار المشي ، اطلب من الموضوع التوقف والبقاء واقفا في نفس الوقت. انقر فوق زر الوقوف قبل مرحلة الوقوف المزدوج ، والتي تحول التحكم الجوهري مرة أخرى إلى وضع الوقوف. بعد خمس ثوان تقريبا، قم بإنهاء جمع البيانات بالنقر فوق الزر إيقاف.

كرر الإجراء بينما يسير الموضوع في طريق عكسي للعودة إلى موقع البداية. الاختلاف الوحيد هو تبديل التحكم الجوهري إلى وضع الهبوط المنحدر. عندما يمشي الموضوع على المنحدر السفلي ، كرر المشي لأعلى ولأسفل على المنحدر 10 مرات ثم افحص جودة الإشارة لمجموعة بيانات التدريب التي تم جمعها.

بعد ذلك ، قم بتدريب مصنفات التعرف على الأنماط في واجهة الجهاز العصبي عبر وحدة تدريب غير متصلة بالإنترنت. استخدم مخطط كهربية العضل والإشارات الميكانيكية التي تم جمعها ، وأوضاع النشاط المسماة أثناء إجراء التدريب والمراحل المكتشفة لبناء نمط يعتمد على الطور. تقوم المصنفات بحفظ معلمات المصنفات تلقائيا لجلسة الاختبار اللاحقة عبر الإنترنت.

ابدأ المجموعة التالية من الاختبار بتوجيه الشخص للوقوف عند نقطة البداية لمسار المشي. بعد تشغيل الطرف الاصطناعي الذي يعمل بالطاقة ، قم بتحميل المصنف المدرب إلى وحدة الاختبار عبر الإنترنت والمعلمات إلى وحدة التحكم الجوهرية. بعد ذلك ، اطلب من الشخص أن يبدأ تجارب الاختبار في وضع الوقوف.

ثم الانتقال باستمرار إلى مستوى المشي الأرضي ، ومستوى المشي على المنحدرات ، والمشي الأرضي مرة أخرى ، وأخيرا التوقف. في نهاية مسار المشي ، اطلب من الموضوع أداء كل نشاط بوتيرة مريحة. السماح بفترات الراحة بين التجارب لتجنب التعب أثناء كل تجربة اختبارية.

اعرض أوضاع نشاط قراءات زاوية مفصل الركبة والأطراف الاصطناعية على الشاشة ، واحفظ جميع القياسات ومخرجات التحكم لأغراض التقييم اللاحقة. تظهر إشارات مخطط كهربية العضل الخام المسجلة من عضلات الفخذ في الطرف المتبقي للموضوع نمطا مميزا عندما يتناوب الشخص بين ثني الورك وتمديد الورك. تظهر إشارات EMG الخام المسجلة عندما سار الموضوع على مسار مشي أرضي مستو هنا من هذه الأشكال ، ويمكن ملاحظة أن واجهة مقبس القطب الكهرومغناطيسي يمكن أن توفر واجهة ذات جودة جيدة.

قياسات إشارة مخطط كهربية العضل. طلب من الموضوع أن يبدأ في وضع الوقوف ، والانتقال إلى المستوى ، ومنحدر المشي الأرضي ، ومستوى الصعود ، والمشي الأرضي ، ثم التوقف في نهاية مسار المشي. بعد ذلك ، كان الموضوع قادرا على تبديل وضع التحكم في الطرف الاصطناعي عبر الفخذ بسلاسة بناء على أوضاع النشاط المقصودة.

يشير خط الاندفاعة الأحمر إلى التوقيت الحرج المحدد لكل انتقال لوضع النشاط للانتقالات من الأرض المستوية أو المشي إلى المنحدر أو الصعود أو الهبوط ومن الوقوف إلى المشي. كان التوقيت الحرج هو بداية مرحلة التأرجح التي يتم إطلاقها للانتقالات من المنحدر أو الصعود أو الهبوط إلى المشي الأرضي المستوي ومن المشي إلى الوقوف. كان التوقيت الحرج هو بداية قبول الوزن وهو ملامسة الكعب على أرض مستوية.

بعد حوالي 18 ثانية من هذه التجربة ، تحول الطرف الاصطناعي بشكل غير صحيح إلى وضع الصعود المنحدر عندما سار الموضوع على أرض مستوية بسبب التعرف الخاطئ على نية المستخدم من خلال واجهة الجهاز العصبي. لم تثير أخطاء مثل هذه تغييرا كبيرا في حركية المشي للموضوع ولم يدركها الموضوع. ومع ذلك ، لوحظت بعض الأخطاء التي أزعجت استقرار مشية الموضوع في بعض تجارب الاختبار ، لكن لم يتسبب أي منها في سقوط الموضوع.

يمكن أن يوفر الإعداد والبروتوكول التجريبي لمنصة إثبات المفهوم أدوات ملائمة لزيادة تحسين التحكم العصبي والتحكم الجوهري في طرازة الطرف السفلي للمسحوق ، ويمكن أن يساعد في تطوير طرزة إلكترونية حقيقية للأطراف السفلية يمكن تشغيلها من قبل المستخدمين بسهولة وموثوقية وحدسية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تطبيق المنصة الهندسية المطورة لتقييم مرضى الساق الاصطناعية الذين يتم التحكم فيها عصبيا والذين يعانون من بتر الأطراف السفلية بأمان وكفاءة في بيئة معملية.