아래 - 무릎 보철물의 추정 관성 속성에 대한 진동 및 반응 보드 기술

요약

신체 분절의 관성 특성은 역 동성 모델링이 필요합니다. 진동 반응 보드 기술, 아래 - 무릎 보철의 관성 특성을 사용하는 것은 측정 하였다. 보철 다리의 역 동성 모델에 보철물 관성의 직접적인 조치를 사용하면 결과 공동 힘과 모멘트의 낮은, 등급 결과.

초록

본 연구의 목적은 두 가지 있었다 : 1) 바로 아래의 무릎 보철의 관성 특성을 추정하기 위해 사용될 수있는 기술을 설명하고, 2) 그대로 가지 관성 특성을 사용하는 제안 된 기술과 그 효과를 대비 일방적 transtibial 절단 수술을받은 사람의 보행시 관절 운동 추정에. 진동 반응 보드 시스템의 유효성을 검사하고 알려진 기하학적 고체의 관성 특성을 측정 할 때 신뢰할 수있는 것으로 나타났다. 보철물의 관성 특성을 직접 측정이 그대로 정강이와 발을 기준으로 관성 추정에 비해 낮은 말단의 역 동성 모델링에 사용되었을 때, 허리와 무릎의 관절 반응 속도는 걷는 스윙 단계에서 유의하게 낮았다. 입장시 공동 역학의 차이는, 그러나, 스윙 동안 관찰보다 작았 다. 따라서, 걷기의 스윙 단계에 초점을 맞추고 연구원은 prosthes의 영향을 고려해야한다연구 결과에 관성 속성 추정이다. 입장을 위해, 우리의 연구에서 조사 두 관성 모델 중 하나는 가능성이 역 동성 평가와 유사한 결과로 이어질 것입니다.

서론

경험적인 데이터로 작업 할 때 이동 중에 그 결과 관절의 힘과 모멘트를 정량화하기 위해, 관심의 시스템의 역 동성 모델이 필요합니다. 낮은 말단 역학의 경우, 역 동성 모델은 일반적으로 정강이를 발을 대표하고 강체 허벅지. ) 운동 역학, B) 지상 반력 및 C) 세그먼트 anthropometrics 관성 속성 :이 모델에 대한 입력은 세 가지 기본 소스에서 온. 모션 데이터는 모션 분석​​ 시스템의 다양한 수집하지만 모든 시스템은 본질적으로 이동 (위치, 속도 및 가속도)의 기본적인 운동학을 제공한다. 지면 반력은 포스 플레이트 수집 피트에 작용하는 접촉력을 제공한다. Anthropometrics 눈금자, 유연한 테이프 및 / 또는 캘리퍼스를 이용하여 본체에서 직접 찍은 측정을 예로들 수 있습니다. 이러한 인체 측정은 역 dynami 사용될 바디 부분의 관성 특성을 추정하기 위해 이용된다CS는 분석한다. 관성 속성은 세그먼트 COM 또는 근위부 또는 원위부 관절을 통해 축 세그먼트의 상대적 질량의 질량 중심 (COM)의 위치와 관성 모멘트 (MOI)를 포함한다. 모션 및 지상 반력 데이터를 수집하기 위해 사용되는 방법 및 장치는 연구 그룹들과 유사하지만, 보디 세그먼트의 관성 추정은 연구자가 이들 관성 특성을 추정하기 위해 선택되는 방법에 따라 연구자마다 크게 달라질 수있다.

완전히 그대로 인간의 몸 세그먼트의 관성 특성을 추정 사용할 수있는 다양한 기술은 다음을 포함한다 : 1) 시신 데이터 ^1-5, 2) 수학적 모델 (즉, 기하학적 모델) ^6,7, 3) 스캔 및 이미징 기술을 기반으로 회귀 방정식 ^8-15. 이들 기술의 대부분은 본체에서 직접 측정을 필요로하지만, 그것은 이전에 관계없이 추정 방법이 사용되는 것으로 본체 SEG의 정밀도를 보여왔다이 방법에 따라, 표준 관성 추정 높은 ^16입니다. 또한, 그대로 몸 세그먼트의 관성 특성의 추정에 오류가 ^{(17, 18)를} 보행시 결과 공동 순간의 크기에 미치는 영향을 최소화 것으로 나타났습니다. 조인트 모멘트 지상 반력 압력 명소 모멘트 아암 길이 및 세그먼트 운동학 ^17-19의 중심에서 더 큰 정도로 영향을 받는다. 따라서, 연구 참가자가 이러한 추정의 작은 오류가 연구의 결과에 거의 영향을 미칠 가능성이있는 것으로 주어진 할 수있는 개인을 사용할 때 몸 세그먼트의 관성 특성을 추정하는 방법은 문헌에 걸쳐 다양 것은 놀라운 일이 아니다.

완전히 그대로 몸 세그먼트에 대한 이러한 관성 추정의 대부분은 종종 낮은 말단 절단 수술을받은 사람을위한 보철물의 관성 특성을 추정하는 데 사용됩니다. 현대 하체 보철은 경량 소재를 사용하여 제조된다 resultiNG가 대체 사지보다 훨씬 가볍고 인공 사지. 이 인공 사지 그대로 다리 사이의 관성 비대칭에서 발생합니다. 전형적인 그대로 정강이와 발, 무릎 아래 보철물의 질량과 절단 단에 비해 약 35 % 이하이며, 슬관절 ^20-23 약 35 % 가까이 위치 대량의 센터가 있습니다. 낮은 질량 및 사지 ​​보철보다 근위 질량 분포는 그대로 생크 및 다리에 비해 사지 보철을위한 무릎 관절에 관성 상대적인 훨씬 낮은 (~ 60 %) 모멘트를 생성한다. 연구자 ^{24,25 이전} 보철 다리 속담 관성 추정들을 사용하여 관절 운동 추정치에 거의 영향을 가질 것을 제안했지만, 이러한 비교는지면 반력에서 발생 순간을 지배 걷는 자세 단계 동안 얻어진 조인트 순간에 집중 공동. 스윙 도중, 여기서 접지 반력은 존재하지보철물의 감소 관성 속성은 결과 공동 순간의 추정에 영향을 미칠 가능성이 더 높습니다. 일부 연구자들은 예를 들어 점을 감안, ^{26 ~ 32은} 보철물 관성 특성을 표현하기 위해 그대로 세그먼트 관성 특성을 활용하고 다른 사람은 보철물의 관성 특성을 추정하기 위해 선택된 방법의 영향을 이해하는 것이 중요합니다, 직접 ^21-23 추정 보철물 관성 속성을 예 . 보철물의 관성 특성을 측정하기 위해 필요한 시간을 최소화하는 것이 우리의 기술의 개발에 중요한 고려 사항이었다. 모든 측정은 측정 한 후 보철물을 재조정과 관련된 추가 시간을 측정 시간을 줄이고 방지하기 위해 여기에 제시된 기술에 보철물을 완전히 그대로 유지됩니다.

따라서, 본 연구의 목적은 두 가지 있었다 : 1) AB의 관성 특성을 추정하기 위해 직접 사용할 수있는 기술을 보여elow 무릎 보철물, 2) 일방적, transtibial 절단 수술을받은 사람의 보행시 관절 운동 추정에 그대로 사지 관성 속성을 사용하여 제안 된 기술과 그 효과를 대조. 그것은 그대로 정강이와 발 관성 속성이 보철물 관성 특성을 직접 측정 비교 보철물의 관성 추정으로 사용되는 경우 관절 운동, 등급이 큰 것으로 가정했다.

프로토콜

참가자

여섯 일방적 transtibial 절단 수술을받은 사람 (남자 5 명, 1 여성, 연령 = 46 ± 십육년, 질량 = 104.7 ± 9.7 kg, 높이 = 1.75 ± 0.08 m)은이 연구에 참여했다. 5 ~ 6의 절단 수술을받은 사람으로 인해 선천성 뼈 질환에 다른과 외상성 손상에 의한 사지 절단했다. 모든 절단 수술을받은 사람은 자물쇠와 핀 타입의 서스펜션 시스템 보철 소켓 인터페이스와 동적 탄성 응답 의족 (3 칼리지 파크, 2 플렉스 피트, 1 창세기 II)을 사용했다. 참가자 모집은 1 년 이상 더 낮은 사지 보철물을 완전히 외래 사용했다 있었다 절단 수술을받은 사람에 초점을 맞추고, 그들의 직업이나 일상 생활에 어느 신체 활동의 어느 정도를 유지했다. 프로토콜은 대학의 임상 시험 심사위원회의 승인을하고, 동의서는 참여에 앞서 각 참가자로부터 얻은 것입니다.

지상 산책 평가판

세 개의 세그먼트 (허벅지, 정강이, 발) 시상면의 역 동성 모델은 엉덩이, 무릎, 발목에 결과 관절 힘과 모멘트를 추정하는 데 사용되었다. 그대로 몸 세그먼트 세그먼트 관성 속성은 데 리바 ⁸ 회귀 방정식에 기초하여 추정되었다. 보철물과 절단 단의 관성 특성을 직접 측정하고, 보철 정강이와 발 (아래 단계 프로토콜에 의해 단계 참조) 사이에 분포 하였다. 반복 측정과 함께 단일 요소 MANOVA는 보철물 관성 추정치 직접 측정 있거나, 자세 및 스윙 동안에 얻어진 피크 조인트 힘과 모멘트에 그대로 세그먼트의 추정치를 사용하는 효과를 결정하는 데 사용되었다. 결과 공동 반력 모멘트 프로필이 모든 참가자들 비슷 점을 감안, 알고리즘은 MATLAB로 작성되었습니다 (매스 웍스, 네이 틱, 매사추세츠)은 개별 피크으로 Quantit 각각을 식별하는 보행주기의 특정 창에 초점을IES (표 2 % 보용주기를 참조). 신뢰 구간에 Bonferroni 조정은 종속 변수의 수에 기초하여 만들어졌다. 의미의 차이는 P <0.05에서 고려 하였다.

진동 반응 보드 시스템에 대한 설명

보철물의 관성 특성을 측정하는 데 사용되는 진동 시스템은 20분의 80 알루미늄, 조정 이너 알루미늄 케이지, 및 적외선 포토 셀 (도 1a 참조)로 이루어지는 외부 케이지 또는지지 구조체를 포함한다. 내부 케이지는 두 개의 낮은 마찰 압입 베어링을 통과 액슬 외부 케이지에서 일시 중단됩니다. 내부 새장을 단축 할 수있는 다양한 크기의 보철물을 수용 또는 약 15cm (6 인치)로 성장하기. 또한, 내부 케이지는 케이지 내에서 보철물의 안전한 적합을 보장하기 위해 사용되는 두 개의 조정 플레이트가 있습니다. 고정 나사와 함께 접시가 사용하는 것입니다추정은 단순 조화 운동 방정식에 기초 할 수 있도록 내부 케이지의 진동은 진폭보다 5 °가 있는지 확인하기 위해 개발. 광전지는 케이지 광전지 앞에 통과하면서 각 TTL 펄스를 기록하는 컴퓨터에서 데이터 수집 카드에 카운터에 직접 배선되어있다. LabVIEW 버추얼 인스트루먼트 (VI) 프로그램을 수집하는 데 사용하고 TTL 펄스를 처리합니다. 진동 시스템 (그림 1A)의 내부 케이지는 반응 보드 시스템 10kg과 감성에 가장 가까운 1g에 두 개의 칼이 내부 케이지를 지원하는 데 사용 가장자리 범위 위로 규모와 함께 (그림 2)로 사용된다 반응 보드 측정시. 아래 - 무릎 보철물의 관성 특성을 정량화 기술은 세 가지 주요 단계를 포함한다 : 1) 진동과 반응 보드 프로토콜을 추정 보철물 관성 2) 수학 방정식, 3) 발과 정강이 원세그에 보철물 관성 배포 사항.

진동주기를 측정하기 위해 사용되는 발진 랙도 1. A) 이미지. , 보철물을 고정하는 내부 케이지로 고정되어 타이밍. B에 사용되는 광전지의 앞에 앞뒤로 진동) 진동 축의 근접 촬영보기 외부 지원 구조가 있다는 것을 주목도 보여줍니다 고정 나사는 조정 엔드 플레이트를 설명하기 위해보다 5 ° 광전지와 내부 케이지의 말단부. C) 근접 촬영보기에 진동의 진폭을 설정하는 데 사용. 우리가 얇은 알루미늄을 사용하고 구조물의 강도 저하없이 어떤 과잉 알루미늄을 제거 이너 케이지의 무게를 감소을주지.

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질량 시스템의 중심을 추정하기 위해 사용되는 반응 판의 설치를 도시 발진 시스템의 외부지지 구조로부터 제거 조절 알루미늄 프레임 (즉, 내부 케이지)의도 2. 반응 보드 회로도. 참고 두 축 (일명, 나이프 에지 ) 내부 케이지를 지원하기 위해 사용된다; 케이지 및 기타 (근위)의 왼쪽 (말단) 가장자리에 하나는 규모의 맨 위에 위치. 이들 두지지 축 사이의 거리, 반응 판의 길이를 나타낸다. 진동 축이 페이지 나오고있다.

1. 관성 측정 프로토콜

1. 처음에는 사람이 무릎의 굴곡 및 회전의 무릎 센터 (COR)와 같은 확장 일련의 작업 식별을 수행 할 수 있도록 보철 다리가 편안하게 시트를 해제 할 수있는 의자의 수족 앉아있다.
2. 무릎 COR이 확인되면 (그것은 작은 파이를 배치하는 것이 도움이 될 수 있습니다COR에서 테이프의 세륨), 수족 절단 수술받은 스탠드를하고 다음을 측정합니다.
   1. 무릎 COR에 보철물의 상단 (립)까지의 거리를 측정한다; 무릎 COR는이 값이 음의 값으로 기록해야한다 보철물의 입술에 열등 앉아있는 경우.
   2. 무릎 COR 발목 COR 사이의 거리를 측정한다. 발목 COR은 그대로 발목의 것과 유사한 위치에있는 것으로 가정된다.
3. 보철물과 기본 소매 제거한 유연한 줄자를 사용하여 절단 단의 여러 측정을 수행. 오른쪽 원형 콘 ^6,21의 절두체로 절단 단 모델링과 1.1의 균일 한 조직의 밀도 g ∙ cm ^{-3 (13)} 가정을 기반으로 절단 단의 관성 특성을 추정하기 위해 이러한 측정을 사용합니다.
   1. 잔여 사지의 근위 둘레를 측정합니다. 이 경계선은 무릎 관절 부근 규모 주위 (<로 측정되어야EM> 예를 들면, 일반적으로 무릎 관절에서 약 2 손가락 폭).
   2. 잔여 사지의 말단 둘레를 측정합니다. 이 경계선은 잔여 사지의 말단부의 마지막 뼈 돌기에서 측정해야한다.
   3. 절단 단의 가장 말단 부분에 비골의 거리로 절단 단의 길이를 측정한다.
4. 액슬을 제거하여 진동 랙에서 내부 케이지를 제거합니다. 수족의 라이너와 수족 절단 수술받은 사람은 보철물의 소켓 내에서 사용되는 모든 플라이를 넣어. 그런 다음 안전하게 내부 진동 케이지 (그림 1)에서 여전히 신발과 의지를 놓습니다. 이 시스템에서 조정 가능한 2 판은 수평으로 밀어 제자리에 체결 할 때 케이지 내에서 보철물의 상단을 고정합니다. 보철물의 다리를 들어 케이지의 말단 플레이트에 고정하는 벨크로 스트랩을 사용합니다.
5. 진동 랙에서 내부 케이지의 위치를​​ 조정합니다. SECU차축 재와 내부 케이지의 현탁 암 미만 5 °에 진동의 각도를 설정합니다 고정 나사와 정렬해야합니다.
6. 내부 케이지에 위치 보철물로 3 진동 시험을 수집합니다. 진동의주기는 그것의 자신의 무게로 내부 케이지 스윙으로 하나의 전체 진동을 완료하는 데 걸리는과 중력에 의해 영향을 시간을 나타냅니다. 진동 시험은 그것이 고정 나사를 돌 때까지 다시 내부 케이지를 당기고 고정 나사와 내부 케이지 사이에 공간이 될 때까지 앞쪽으로 이동을 시작하려면 볼 수 있습니다. 각 시험에 대한 진동의 하나의 완전한주기의 평균 시간을 기록한다.
7. 이전에 반응 보드 측정에 변화하는 측정하고 여전히 디지털 캘리퍼스 또는 유연한 측정 테이프를 사용하여 랙에 고정 보철물 내부 케이지의 다음 치수를 기록한다. 이러한 조치는 단계 1.9에 보철물을 제거에와 내부 케이지 구성을 변경하는 경우 사용됩니다또한 시스템의 관성 특성의 추정 중. 이러한 측정은 수평으로 내부 케이지 걸릴 쉽게 반응 보드 테스트를위한 칼의 가장자리에 휴식.
   1. 베스트 조절 플레이트 및 내부 케이지의 상단 고정 크로스 부재 사이의 거리를 측정한다.
   2. 하단 조절 플레이트 및 내부 케이지의 상단 고정 크로스 부재 사이의 거리를 측정한다.
   3. 하단 조절 플레이트와 내부 새장 바닥에 고정 크로스 멤버 사이의 거리를 측정한다.
   4. 반응 판의 길이를 측정한다; 이 반응 보드 테스트 중에 지지체로 사용될이 나이프 에지의 위치 사이의 거리이다.
8. 반응 보드 설정에서 랙 및 보철 다리를 놓습니다. 규모가이 시점에서 0을 읽고 있는지 확인합니다. 규모에 내부 케이지의 한쪽 끝을 배치하고 난 아래쪽에있는 칼날의 위치를nner 케이지 두 칼의 가장자리와 내부 케이지 수준 사이에 생성 더 긴장이 없도록. 규모 엔드를 여러 번 들어 올려 아래로 규모를 다시 배치합니다. 규모에서 일관된 읽기가 달성되면,이 값을 기록한다.
9. 내부 케이지에서 보철물을 제거합니다. 상부 및 / 또는 하부 플레이트 보철물을 제거하기 위해 이동해야한다면, 단계 1.7에서 측정 된 치수를 사용하여 원래의 위치로 번호판을 반환합니다. 케이지의 크기는 반응 보드 그냥 케이지 읽고 기록하는 단계 1.8를 반복 케이지에 보철물 무엇인지 일단.
10. 보철 다리에서 신발을 제거하고 신발없이 보철물의 질량에 따라 신발의 질량을 측정한다.
11. 보철물의 몇 가지 측정을 수행.
    1. 발목 COR 간의 거리 및 다리의 발바닥 표면을 측정한다.
    2. 신발없이 보철 다리의 길이를 측정한다.
    3. 다시 P에 신발을 놓습니다rosthesis와 신발의 발바닥에 발목 COR에서의 거리와의 구두와 다리의 길이를 측정한다.
12. 반사 테이프와 검은 코너 광전지에 가장 가까운 것을 확인하고 진동 랙에서 내부 케이지의 위치를​​ 조정합니다. 축을 고정하고 내부 케이지의 현탁 암 미만 5 °에 진동의 각도를 설정합니다 고정 나사와 정렬해야합니다. 각 시험의 첫 번째 진동 기간이 시간이 기록됩니다 (10) 진동 시험을 수집합니다. 참고 : 내부 케이지 의지하지 않고 그 자체로 진동 할 때 우리가 첫 번째 진동주기를 사용하는 이유에 대한 설명은 부록 A를 참조하십시오.

추정 보철물 관성 2. 수학 방정식

1. 보철 전에 다음의 방정식을 사용하여 그대로 세그먼트 관성 특성을 추정하기까지의 감소 된 질량을 고려하여 몸 질량을 조정
   ABM은 조정 된 신체 질량이고, MBM은 보철물을 착용, M _프로는 보철물의 질량 동안, M의 _잔류가 (해부학 적 구조를 절단 후 남아있는 무릎 아래) 절단 단의 질량 측정 된 신체 질량이며, C (남성은 0.057, 여성을 위해 0.061)은 ABM의 %가 그대로 정강이와 발 ^(8)에 의해를 차지합니다.
2. 허벅지, 정강이와 발 ABM에 따라 보철 다리의 그대로 다리와 허벅지와 각각의 세그먼트 길이 ^8의 관성 특성을 추정한다.
3. 대량 위치의 보철물 센터는 먼저 기준 축 (그림 2)에 상대적으로 표현된다 :
   CM의 _{pros_ax} = (Lrxn * (R _{프로 + 프레임} - R _프레임)) / M _전문가 (2)
   Lrxn 지원의 점 사이의 거리를 나타내고, R _{프로 + 프레임은} 스케일 판독을 나타냅니다 함께 보철물과 알루미늄 프레임, R _프레임은 프레임의 스케일 판독을 나타내고, M _프로는 보철물의 질량을 나타냅니다.
4. 발진과 기준 축 (Losc_ref) 간의 거리에 따라 보철물의 질량 중심의 위치는 진동 축에 대하여 표현된다 :
   CM의 _{pros_osc} = Losc_ref - CM _{pros_ax} (3)
   이것은이 진동 축에 보철물 상대의 관성 모멘트의 후속 계산에 필요하다.
5. 마지막으로, 질량의 위치는 중앙 진동 축 및 상부 조절 단부 판 (d_plate) 간의 거리에 기초 보철 소켓의 기단부에 대하여 표현된다 :
   CM의 _{pros_prox} = CM의 _{pros_osc} - d_plate (4)
6. 각 조건 (단독 케이지와 케이지 + 보철)에 대한 관성 모멘트를 계산한다 :
   977eq5.jpg "/> (5)
   여기서 I _{축 오는} 진동 축에 대하여 관성 모멘트이며, τ는 하나의 진동의 평균 기간이고, m은 시스템의 질량, g는 중력 가속도이며, D는 진동 축 사이의 거리 시스템의 질량 중심. 혼자 케이지 _축 나는 케이지 플러스 보철물 _축 사이의 진동 축에 보철물 상대의 관성 모멘트의 차이로 계산된다. 평행 축 정리 후,​​ 무릎 관절을 통해 가로 축에 대한 보철물의 관성 모멘트를 표현하기 위해 사용된다.
7. 무릎 질량 상대적인 위치의 결합 된 질량 중심을 결정하고, 평행 축 정리 질량 위치의 결합 센터 통해 횡축에 대한 시스템의 관성 모멘트를 표현 사용하는 절단 단 및 보철물의 관성 특성을 겸용 .

3. 배포발과 정강이 세그먼트에 의지 관성

발에 의지 및 절단 단의 관성 특성을 배포하려면 (의족 만) 및 정강이 부분은 역 동성 모델링 세그먼트 관성 속성 (보철 소켓, 철탑, 잔류 사지가) 해체 보철물의 데이터를 기반으로 결정되었다. 해체 보철 다리의 총 질량은 1.406 kg의 (철의 질량 포함) 소켓 질량 0.72 kg의 발 질량 2.126 kg이었다. 따라서, 총 보철물 질량의 66 %는 인공 소켓에 배분하고, 34 %는 발에 배분되었다. 민감도 분석이 무릎 관절에 대한 보철물의 관성 모멘트를 추정했다 어떤 영향을 결정하기 위해 수행되었다. 이 분석은 Mattes 씨 등으로부터 무릎 보철물 아래 여섯의 관성 특성 실험 측정을 기반으로했다. ²¹ (데이터가 저자와의 개인 통신을 통해 얻을 수 있었다). 때 프로thetic 정강이와 발 대중은 데 리바 ^8에 근거하여 결정 하였다 (발 = 24 %, 생크는 = 총 보철물 질량의 76 %)가, 무릎 관절에 대한 의지의 관성의 총 모멘트는 실제에 비해 약 5 % 과소 평가했다 실험값은 발진 기술을 사용하여 추정 하였다. 해체를위한 보철 다리 (34 %) 및 ​​생크 (66 %) 질량을 기준 비율을 사용하여, 무릎 관절에 대한 관성 모멘트가 전체 실험 측정 값에 비해 약 2 %에서 과대 평가 하였다.

1. 보철 보철 다리 사이의 질량 (34 %)와 소켓 (66 %) 해체 보철 다리의 측정에 따라 세그먼트를 배포합니다.
2. 보철 다리의 COM의 위치는 그대로 발 ⁸ 회귀 방정식에 의해 결정되었다. 이 단계는 감도의 결과를 기반으로 한 밀러 ^(25)와 Czerniecki 등 ^(24)에서 분석합니다. 밀러 ^(25)는 KNE에 결과 공동 순간을 추정보철물 관성 속성) 직접 측정하고, B) 그대로 정강이와 발에 대한 회귀 방정식 추정 보철물 관성 속성을 사용 : 전자 사용. 두 가지 방법에 대한 두 과목 무릎 순간 프로파일 사이의 평균 차이는 약 3 N · m이었다. 크기가이 평균 차이는 자세 동안 피크 무릎 순간의 2 % 미만에 달했다. Czerniecki 등. ^(24)의 COM의 위치를 결정하기 위해 여러 아래 - 무릎 보철 및 칼의 가장자리에 균형 보철 다리를 해체. 그들이 그대로 발에 대한 회귀 방정식에 기초하여 추정 이러한 결과를 비교하면, 그들은 두 추정치 사이에 약간의 차이가있는 것으로 나타났습니다.
3. 그 COM이 1 단계에서 그대로 다리와 추정 발 질량 레프의 ⁸ 회귀 데 사용하여 결정하지만 가로 축에 대한 보철 다리의 MOI. 다리의 MOI는 무릎 관절저기서를 기준으로 표시됩니다G 평행 축 정리.
   (6)
   (7)
4. (; 잔류 사지 관성 특성을 포함하지 CMpros_limb), 반응 보드 기술 및 보철의 할당 된 COM 위치를 얻을 보철 소켓 (CMpros_sock)의 COM 위치는 전체 보철물의 COM 위치의 추정을 결합하여 결정되었다 단계 3.2에서 무릎 관절 (CMpros_ft)에 발 상대. CMpros_sock은 무릎과 발목 사이의 직선에 거짓말을 제한하고 같이 결정했다 :
   (8)
5. 축 보철 다리의 MOI 무릎 관절 만 인공 소켓의 MOI를 결정하는 무릎 관절 (Iknee_limb)에 대한 전체 보철 다리의 MOI에 대한 실험 측정에서 제외 되었더라도무릎 관절 (Iknee_sock)에 대한. 평행 축 정리는 다음의 COM (Icm_sock)를 통해 축 보철 소켓의 MOI를 표현하기 위해 적용되었다.
   (9)
   (10)
6. 잔여 사지 (절단 후 무릎 아래에 남아있는 해부학 적 구조)의 관성 특성은 역 동성 모델의 보철 측의 정강이 부분의 관성 속성으로 사용 된 보철물 생크의 관성의 속성과 결합되었다.
   (11)
   (12)
   (13)
   (14)

결과

무릎에 인공 다리 말단의 관성 특성은 그대로 다리 (표 1)에 비해 낮았다. 참가자 걸쳐 평균화, 보철 측 질량 무릎 통해 횡단 축 주위의 관성 모멘트가 52 % 이하이고, 39 % 이하이고, 질량의 위치의 중심이 그대로 발에 대한 값과 비교 무릎 24 % 가까이되었다.

제목	그대로 * 질량 (kg)	질량 † 프로 (kg)	EST. 질량 차이 (kg)	‡ Iknee 그대로 (kg · m 2)	Iknee 프로 (kg · m 2)	무릎 관절 아래에 그대로 CM (M)	무릎 관절 아래 프로의 CM (M)
	6.03	4.27	1.76	0.604	0.325	0.268	0.215
B	6.07	3.39	2.68	0.400	0.196	0.215	0.177
C	5.80	3.12	2.68	0.575	0.194	0.264	0.198
디	5.72	3.17	2.55	0.559	0.317	0.265	0.191
E	7.14	4.65	2.49	0.742	0.325	0.276	0.200
에프	6.23	4.22	2.01	0.585	0.287	0.260	0.192
± STD에게 의미	6.17 ± 0.51	3.80 ± 0.66	2.36 ± 0.38	0.578 ± 0.109	0.274 ± 0.063	0.258 &# 177; 0.022	0.196 ± 0.013

^* 비 손상이 결합 된 그대로 정강이와 발에 대한 값을 의미한다.
^† 장점이 결합 된 보철물과 절단 단의 값을 의미한다.
무릎을 통해 가로 축에 대한 관성 모멘트 ^‡.

아래 무릎의 인공 그대로 사지 사이의 관성 특성 표 1. 비교.

결과 연합군 (그림 3)과 순간 발목에서 (그림 4), 무릎, 엉덩이는 역 동성 모델에 사용되는 관성 매개 변수에 의해 영향을 받았다. 보철물 관성의 직접적인 조치가 그대로 해부학 (에 따라 회귀에 비해 역 동성 평가에 사용 된 경우 특히, 공동 역학은 스윙의 시작 (~ 보행주기의 65 %)와 스윙 종료 (~ 보행주기의 95 %) 동안 감소했다 (그림 3, 4 참조) 그대로 사지의 것과 닮았다. 자세 동안 통계적 차이 수가 관찰되었다. 입장시 어떤 차이가 가장 큰 효과 크기는 엉덩이 anterioposterior 결과 공동의 힘 (= 0.86 ES) 관찰되었다. 이 효과의 크기가 크고 아직 입장의 한 부분으로 간주되지만,이 측정 값의 최대 값은 단말기의 자세 (~ 52 %)하는 동안 오류가 발생했습니다, 또는 사지 스윙으로 전환되었을 때. 다른 뜻인지에 대한 효과 크기자세 동안 관찰 NT의 차이는 엉덩이 결과 공동 반력에서 관찰되는 이러한 값 중 큰 작은 효과로 간주 될 수있는, 0.01-0.41였다. 큰 차이는 자세에서 발견되었지만, 그 차이 (즉, 효과의 크기)의 크기의 측면에서 고려 이러한 차이는이 차이의 유의성에 의문을 초래할 수 있습니다.

그림 3. anterioposterior (왼쪽 패널) 및 수직 방향 (오른쪽 패널)에서 발목, 무릎, 엉덩이의 결과적인 공동 반력. 데이터는 프레 젠 테이션을위한 과목에 걸쳐 평균 하였다. 자세 단계는 발 접촉 보행주기의 0 %에서 시작하여 발가락 오프와 보행주기의 약 60 %에서 끝납니다. 스윙은 t의 다음 발에 닿을 때까지 계속그는 보행주기의 100 % 같은 다리. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4. 발목, 무릎, 엉덩이를 통해 가로 축 (일명, 내 외측 축)에 대한 결과적인 공동 순간. 데이터는 프레 젠 테이션을위한 과목에 걸쳐 평균 하였다. 자세 단계는 발 접촉 보행주기의 0 %에서 시작하여 발가락 오프와 보행주기의 약 60 %에서 끝납니다. 스윙은 보행주기의 100 %에서 같은 다리의 다음 발에 닿을 때까지 계속됩니다.

표 2. 피크 결과 공동 반응힘과 모멘트는 보철 팀의 공동 역학에 대한 주제와 두 관성 모델 사이의 통계적 비교를 통해 평균주의 사항 :. 평균 데이터는 평균 (SD)로 표시됩니다. % 보행주기의 열은 피크 값이 그 변수의 발생 과목에 걸쳐 평균 비율을 나타냅니다. p <.05 중요하게 고려.

토론

진동 반응 보드 기술은 아래 - 무릎 보철의 관성 특성을 추정 발표했다. 이 시스템은 검증 및 알려진 기하학적 고체 (부록 A)의 관성 특성을 추정 할 때 신뢰할 수있는 것으로 나타났다. ) 직접 측정하여 진동 및 반응 보드 기술을 사용하고, B) 그대로 사지 위해 만든 표준 예측 방정식을 사용하여 : 일방적 transtibial 절단 수술을받은 그룹에 대한 의지 가지 관성 속성은 두 가지 방법으로 추정되었다. 보철 다리에 대한 결과 관성 속성 추정치는 두 가지 방법에 대한 실질적으로 차이가 있었다. 관성 특성의 차이는 큰 차이가 스윙하는 동안 관찰되는, 보행시 관절 반응 속도의 유의 한 차이 추정 결과.

공동 반응 속도에 큰 차이가 두 개의 서로 다른 관성 매개 변수 추정을 사용하여 입장하는 동안 오류가 발생했습니다 있지만, 이러한 차이들이었다효과를 고려할 때 쇼핑 센터는 이러한 차이를 스윙하는 동안 관찰 된 차이에 비해 크기. 인간의 움직임의 대부분의 연구에서, 입장하는 동안이 통계 학적으로 유의 한 차이는 연구의 결과에 영향을 미칠 수 없습니다. 지면 반력이 걷는 자세 단계에서 하체 관절의 전반적인 순간, 등급에 큰 영향을 미친다. 두 모델의 관성 매개 변수에 유의 한 차이가 있었다 ^17-19 있지만, 이러한 차이의 중요성을 극복하기에 충분하지 입장시 공동 순간의 생산 지상 반력 기여. 밀러 ^(25)는 이전에 보철 측의 관성 특성이 실행의 입각 기 동안 하체 관절 역학의, 등급에 거의 영향을 미치지 않았다 제안했다. 직업을 변경하는 경우에는, 밀러 ^(25)는 계정에 질량과 사지의 질량 중심 위치의 차이를했다역 동성 모델 sthetic 가지의 관성 특성. 관성 모멘트의 차이점은 모델 설명되지 않았지만 그것이 관성 모멘트가 두배 또는 반감되었다해도 가능성 조인트 모멘트의 크기에 거의 영향을 가질 것으로 제안 하였다. 운동 방정식의 Iα 용어는 실행의 자세 단계 동안 임의의 주어진 시점에서 전체적인 관절 모멘트의 3 % 이하를 차지한다. 절대, 우리의 연구를위한 순간의 크기에서 가장 큰 변화는 평균 크기의 증가는 1 ~ 2 N · m이었다 보행주기의 11 % ~에서 고관절 순간에 관찰되었다. 이 약 달리기의 자세 단계에서 밀러 ^(25)에 의해 관찰 된 강도 증가의 절반이었다. 밀러의 그와 함께 우리의 결과는 관성 모멘트 등의 보철물 관성의 직접적인 조치, stanc 동안 엉덩이와 무릎의 관절 모멘트, 등급 만 작거나 영향을 무시할 제안산책을하거나 실행의 전자 상.

걷는 모습 위상과 관련하여, 관성 모델의 선택은 하체 관절 동역학의 크기에 상당한 영향을 가지고있다. 스윙 동안 같은 자세 동안 지상 반력으로서 더 큰 외력이 없다. 사지의 운동은 시스템의 관성과 세그먼트 사이의 상호 작용에 훨씬 더 의존한다. 이 작업은 두 개의 서로 다른 관성 모델은 역 동성 분석에 사용되었을 때 관찰 관절 운동, 등급에 큰 변화가 반영되었다. 스윙하는 동안 보철 다리를 모델로 그대로 해부학에 기초하여 회귀 방정식을 사용하여 더 큰 근육 노력 보철물의 실제 측정 된 관성 속성을 사용했을 때보다 필요한 것을 제안했다.

바로 아래 - 무릎 보철물의 관성 특성을 측정하는이 문서에서 설명하는 기술은 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 우리는 방법을 설명했습니다ND는 시상면 분석에만 다리의 관성 특성을 측정했다. 이 시스템의 향상된 관성의 세 가지 주요 순간을 측정 할 수 있도록 세 가지 축에서 중단 될 수있는 내부 케이지 구조를 만드는 있습니다. 또, 반응 기판 기술은 질량 보철물 센터 삼차원 위치를 측정하기 위하여 세 가지 평면을 위해 이용 될 수있다. Czerniecki하고 균일 한 조직 밀도가하면서 절단 단은 그것의 크기를 예측하기 위해 물을 실린더에 현탁 동료 ^(24)에 의해 설명 된대로 질량 약간 더 정확한 절단 단의 추정을 할 수있는 또 다른 개선은 부피 평가를 사용하는 것 사지의 질량을 추정하기 위해 적용됩니다. 대신 보철 소켓과 발 사이의 총 보철물 질량을 배포하는 가정 비율을 사용하는 각각의 구성 요소가 weighe 될 수 있도록 또한, 각 보철물은 발목 잡아 뜯겼 수 있습니다독립적으로 d를. 우리의 기술의 또 다른 한계는 실험 세션 동안 몇 가지 추가 시간이 필요 없다는 것입니다. 일반적으로, 직접 보철물의 관성을 측정하기 위해 우리의 기술을 사용하는 것 데이터 수집 세션에 필요한 전체 시간에 30 분을 추가합니다.

때문에 그대로 사지 관성 속성의 무릎 인공 팔다리 아래 간단 비율의 관성 특성을 추정하는 최종 권고안을 개발 유사한 디자인 (즉, 잠금 핀의 정학 및 동적 탄성 응답 보철 피트)와 아래 - 무릎 보철물의 우리의 작은 샘플의는 문제가 . 그럼에도 불구하고, 다른 연구 ^{20,21,23에서} 아래 - 무릎 보철을위한 관성 추정 우리의 결과를 결합 그대로 사지에 대한 추정치를 관성 이러한 결과를 비교, 어떤 일관된 경향은 명백해진다. 그대로 사지에 비해 보철 측의 질량 일관 30~40% 이하이며, COM 위치 25-35 % 년 C이며무릎 관절 및 MOI로 패자는 무릎 관절을 통해 횡 방향 축에 대해 50 ~ 60 % 이하이다.

결론적으로, 아래 - 무릎 보철물의 관성 특성을 모델에 그대로 정강이와 발에 대한 회귀 방정식을 사용하여 스윙하는 동안 관절 운동 추정치의 크기에 영향을 미칠 것이다, 그러나 자세 동안이, 등급에 단지 작은 또는 최소한의 영향을 미칠 것입니다. 따라서, 연구자들은 인공면을 모델로 그대로 사지의 관성 속성을 사용하여 운동의 자세 단계에만 초점을 가능성이 연구의 결론을 변경하지 않습니다. 그러나 각기 역학에 관심있는 사람을 위해, 보철물 관성 특성을 직접 측정은 철 다리 스윙의 진정한 역학을 오도하지 않도록 고려되어야한다.

부록 A

질량 추정의 관성과 센터의 순간의 신뢰도와 타당도

신뢰성과 validit을 평가하기 위해관성 질량 중심 위치의 보철물 순간 우리의 실험 측정 Y는 두 가지 간단한 실험을 수행 하였다. 첫 번째 실험에서, 관성과 네 개의 물체의 질량 사항 중심의 순간은 실험적으로 별도의 세 가지 시험에서 추정되었다. 네 개의 객체는 : 처리 목재 (질량 = 2.8 kg), 처리되지 않은 목재의 2) 10 X 10 X 64cm 블록 (질량 = 2.5 kg), 3) 7 × 9의 x 65의 1) 10 X 10 X 61cm의 블록 CM의 처리되지 않은 목재 (질량 = 1.8 kg), 8 ㎝의 직경 9cm (질량 = 0.8 kg)의 외경과 내부 PVC 파이프의 4) 61 cm 긴 조각의 블록. 발진의 기술 ^(12)은 그 중심을 통해 질량 횡축 관성 각 개체의 모멘트를 추정하는데 사용 하였다. 개체는 개체의 고정 축, 발진 (τ)의 기간에 대한 발진 때 고정 축 주위의 관성 모멘트의 개체에 비례한다. 진동 진폭이보다 중립 위치에 대하여 5 ° 인 경우물체의 관성 모멘트 추정 단진자의 움직임에 기초 할 수있다 :

(A.1)

I는 진동 축에 대하여 관성 모멘트 _축 여기서, m은 시스템의 질량, g는 중력 가속도이며, d는 진동 축 및 시스템의 질량 중심 사이의 거리이다.

반응 보드 기술은 대량의 위치 각 개체의 중심을 추정하는 데 사용되었다. 정적 평형 상태로 가정 하였다 (Σ _순간 = 0) 및 물체의 무게에 의해 생성 된 순간은, 프레임의 무게, 반력은 고정 기준 축에 대해 합산 하였다. 관성과 각 개체의 질량 중심 위치의 순간도 예상 간단한 기하학적 방정식을 기반으로했다. 우리의 실험적인 측정은이 기하학적 estimatio 비교 하​​였다유효성을 평가하기 위해 NS. 대량 위치와 관성 모멘트의 중심 추정치의 신뢰성은 단일 요소 일반 선형 모델 ANOVAs 세 가지 시험을 반영하는 3 반복 측정으로,, (COM 추정에 대한 하나의 관성 모멘트 추정을위한 하나) 두 가지를 사용하여 평가 하였다. 급내 상관 계수 (ICCS)도 우리의 추정​​의 재현성을 결정하기 위해 계산되었다.

두 번째 실험에서, 우리는 진동의 우리의 기간 (τ) 측정의 신뢰성을 평가 하였다. τ는 나무 블록 알루미늄 프레임에 고정 (질량 = 2.8 kg, 크기 = 9 X 10 X 61cm)와 모두에서 중단과 진동 축과 10 연속 시험에서 중단 만 알루미늄 프레임과 10 연속 시험을 측정 하였다 진동 축. 각각의 시험 중, τ는 출력 전압 변화의 반사광의 강도에 근거 광전지를 사용하는 10 개의 연속 발진을 측정 하였다. τ에 대한 우리의 측정의 신뢰성했다10 반복 측정으로, 넷, 하나의 요소 일반 선형 모델 ANOVAs를 사용 ssessed. 두 (프레임 만 시험을위한 하나의 프레임 + 블록 시험을위한 하나) ANOVAs는 τ 연속 진동 (인자가 주어진 시험 내 진동의 연속주기가되도록 즉, 데이터 매트릭스 설정했다) 사이에 차이 여부를 결정하는 데 사용되었다. 요인이 연속 시험이었고, 두 개 더 ANOVAs는 τ 연속 시험을 통해 차이 여부를 결정하는 데 사용되었다 있도록하고 데이터 매트릭스는 90 °로 회전 하였다. 급내 상관 계수 (ICCS)도 우리의 측정의 반복성을 결정하기 위하여 계산 하였다.

실험 1의 결과 - 네 개체

질량 중심 (I_obj_cm)을 통해 가로 축에 대한 관성의 각 개체의 순간은 지속적으로 각 objectR에 따라 추정에 비해 (나무 블록 ~ 5 % 및 PVC 파이프에 대한 12 % ~에 의해) 과대 평가되었다17;의 질량과 구조 (이즈) (표 3). 우리의 추정​​은, 그러나, 매우 안정적인되었습니다. 관성의 평균 순간에 차이가 없었다 (F _2,6 = 0.154는, P는 = 0.861) 세 가지 시험을 통해 네 개의 개체에 대해. 또한, ICCS는 실험을 통해 관성 추정의 우리의 순간 (ICC는 = 1.00)이 높은 반복한다고 밝혀졌다. 우리의 추정​​이 관성의 객체의 순간을 과대 평가하는 경향이 있지만 따라서, 기하학적 인 추정치에 비해 우리의 추정​​은 믿을 수 있었다.

반응 기판 기술을 사용하여 질량 위치 추정의 우리의 중심은 균일 한 밀도 및 기하학적 모델을 가정에 기초하여 추정과 일치했다. 차이점은 1 % 미만이었다. 대량 위치의 평균 중심에 차이가 없었다 (F _2,6 = 1.126는, P는 = 0.384) 세 가지 시험을 통해 네 개의 개체에 대해. 또한, ICCS는 실험을 통해 질량 추정 우리 센터 (ICC는> 0.99)이 높은 반복한다고 밝혀졌다. 따라서,대량 견적 우리의 중심이 유효하고 신뢰할 수 있었다.

.. 표 3 관성 4 개의 개체에 대한 대량 사항 센터의 순간의 우리의 실험 추정은 질량과 각 개체의 형상에 따라 추정치에 비해 테이블의 확대를 보시려면 여기를 클릭하십시오. 변수 정의 : mframe = 질량 알루미늄 프레임; mobject = 물체의 질량; t_frame = 프레임 만의 진동의 기간; 진동의주기는 10 년 연속 진동의 수단으로 세 연속 시험을 통해 측정 하였다. t_object = 프레임의 진동주기와 함께 개체; t_frame 같은 결정; I_Frame_osc = 진동 축에 대하여 프레임의 I;I_Frame_obj_osc = 진동 축에 프레임 플러스 객체의 I; I_obj_osc = 진동 축으로 한 객체의 I; 질량의 ​​물체의 중심을 통해 축에 대해 물체의 I_obj_cm는 = I; 다음과 같은 기하학적 인 예측 방정식을 사용하여 객체의 CM에 대한 I의 이즈는 = 이론적 예측 :
PVC : ; R은 외부 반경 어디에, R은 내부 반경이고, h는 길이였습니다
나무 : ; 길이와 B가 어디 폭 기하학적 형상의 위치는 객체 길이의 50 %로 예측했다.

실험 2의 결과 - 진동 기간 (τ) 평가

홀로 알루미늄 프레임은 진동 축으로부터 현탁 요동했을 때 τ 일관 체계적 (F보기 = 123.25 _9,81를, p <0.001) 감소 제 10 오실 위에10 진동 시험에서 약 6 밀리 초 (; 패널을 왼쪽 그림 5)하여 주 시옵소서. 시련에 걸쳐, 진동의 평균 기간은 유의 한 차이가 발견되었다 (F _9,81 = 13.97를, P <0.001) 프레임 만이 진동했다. 그러나, ICCS는 주어진 시험에서 처음 10 진동에 τ의 체계적인 감소 (ICC는 = 0.99) 반복한다고 밝혀졌다. 프레임과 나무 블록 (M = 2천7백97그램) 함께 흔들 때, τ는 처음 10 진동에 변화가 없었다 (F _9,81 = 3.031, P = 0.116) 및 10 연속 시험에서 평균 τ는 유의 한 차이가 없었다 ( F _9,81 = 3.533, P = 0.093) (그림 5, 오른쪽 패널). 프레임 플러스 오브젝트 시험에 대한 ICCS는 주어진 시험 τ 내 진동에서 진동 (ICC는 = 0.17)에 반복없는 것이 좋습니다. 이 데이터는 프레임 만 실험 τ가 더 트리의 시리즈를 통해 첫 번째 진동의 평균으로 추정된다 제안 아래 - 무릎 보철물과 유사한 특성을 가진 개체가 진동 할 때 루게릭 병 것을, τ는 더 나은 연속 진동에 걸쳐 평균으로 시련의 숫자를 통해 추정된다.

(A) 알루미늄 프레임 만 및 (B) 프레임과 나무 블록 (블록 질량 = 2.8 kg, 블록 크기 = 9 X 10 X 61cm) 측정 진동의 그림 5. 기간. 각 패널은 처음 10 10 별도의 시험을 보여줍니다 각 시험의 진동이 표시. 진동 축 (왼쪽 패널)에서 정지 프레임 만로, τ는 체계적으로 처음 10 진동에 감소했다. 나무 블록이 프레임에 추가 된 경우에는, τ는 체계적으로 처음 10 진동 (오른쪽 패널)에 걸쳐 변화하지 않았다.

진동의 기간에 대한 관성 모멘트의 민감도

t "> 실험 1의 결과는 관성의 객체의 순간 우리의 추정​​치가 지속적으로 과대 평가 및 실험 2의 결과는 프레임의 τ는 제 10 진동을 통해, 우리는 정량화를위한​​ 가장 좋은 방법을 결정하기 위해 민감도 분석을 수행 감소 것을 제안하는 제안 때문에 . 프레임 만 시련과 프레임 플러스 오브젝트 시험 (표 4) τ에 대한 τ는 물체의 관성 모멘트에 정비례한다 :

(A.2)

I는 진동 축에 대하여 관성 모멘트 _축 여기서, m은 시스템의 질량, g는 중력 가속도이며, d는 진동 축 및 시스템의 질량 중심 사이의 거리이다. τ가 감소하면 m, g, d는 주어진 시험 내에서 상수이기 때문에 따라서, 다음, 그래서 _축 않습니다. 우리는 ESTI 때문에: 같이 물체의 관성 모멘트 메이트

나는 = 나는 _{+ 프레임을 obj에 OBJ} - 만약 _RAME (A.3)

프레임 (I _{프레임)의} 관성 모멘트를 과소 평가하는 실험 1에서 우리의 추정과 일치하는 개체에 대한 관성 추정의 큰 모멘트 (I가 _OBJ)를 생성합니다. 6 디스플레이 프레임 만 모두 실험 1에서 τ도 시련과 가벼운 물체와 무거운 물체를위한 프레임 플러스 오브젝트 시험. 이 그림은 (무릎 보철물 아래 예) 무거운 개체에 대해 처음 10 진동에 τ에 분명 감소가 없지만, 가벼운 개체에 대한 τ에 약간의 체계적인 감소가 있다는 것을 보여줍니다.

표 4.의 비교진동의 기간을 결정하는 네 가지 방법.이 분석에 사용 된 객체를 처리 목재의 9 X 9 X 61cm 블록이었다. 물체의 질량과 구조에 따라 다른 이론적 추정에 비해 조건 C는 관성의 객체의 순간에 대한 최선의 추정치를 생산. 테이블의 확대를 보시려면 여기를 클릭하십시오. 참고 : 변수 정의는 표 3과 동일한 조건에게. A : t_frame 및 t_object는 3 시험에서 10 연속 진동의 진동의 평균 기간으로 계산 된 상태 B :. t_frame 및 t_object는 3 별도의 실험을 통해 진동의 첫 번째 기간의 평균으로 계산 된 조건 C :. t_frame은 다음과 같이 결정 하였다 조건 B에; t_object는 조건 A. 조건 D에서와 같이 결정 하였다 : t_frame이 같이 결정 하였다조건 A; t_object는 상태 B. 소재로 하였다

그림 6. 무거운 가벼운 개체에 대한 진동의 기간. 왼쪽 패널은 프레임 만 세 가지 시험의 진동의 제 10주기를 표시하고 오른쪽 패널은 프레임 플러스 오브젝트 시험을 위해 동일을 표시합니다. 실험 2와 같이 프레임 만이 요동 제 10 이상의 진동 τ의 체계적인 감소가있다. 무거운 물체가 (M = 2.797 kg)를 진동 할 때, τ의 체계적인 감소는 없었다. 그러나, τ 약간 감소는 광 물체 (m = 0.716 kg)이 요동되었을 때 관찰되었다. 일반 아래 ​​- 무릎 보철 질량은 1.2에서 2.1 kg ^{(20, 21)에} 이르기까지 다양보고되고있다. 따라서, 심지어 가벼운 무게 보철, τ는하지 말아야처음 10 진동에 상당한 감소를 나타낸다.

결론

홀로 알루미늄 프레임이 진동하면, 진동의주기는 10 발진 실험의 제 1 진동의 평균치로서 결정한다. 알루미늄 프레임과 의지가 진동하는 경우, 진동의주기는 30 진동 (3 시험, 각 시험 내에서 10 연속 진동)의 평균으로 결정됩니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
진동 랙 & 반응 널	80	/20의 알루미늄, 알루미늄의 고체의 각종 간격에서 안 감금소로 하는 주문
적외선 광전지의 TTL 펄스를 기록하기 위한
BNC-1050	내쇼날인스트루먼트		BNC 브레이크아웃 박스는 데이터 수집 카드에 직접 핀으로 연결되어 있습니다.
MATLAB	매스웍스		보철물의 관성 특성을 예측하기 위해 진동 및 반응 보드 데이터를 처리하는 소프트웨어입니다.