无线传感器可改善截肢者的运动
伍斯特理工学院(WPI)教授领导的一个研究小组联手开发无线传感器,以改善上肢截肢患者的假肢性能。
根据截肢者联盟的统计,美国有近200万人患肢体,每年约有185,000例截肢。
现有的有线传感器以类似于心脏病专家如何检测患者心脏的心电图活动的方式检测手臂中的残余肌肉组织的电活动,并使用该信号来控制手腕假肢的运动。由于控制手部的大多数肌肉实际上都存在于前臂内,因此这种技术对于许多缺乏肢体的人来说是成功的。
“这种无线传感器技术将对肢体不足的人产生重大影响,并允许他们控制手部和手腕假肢,” WPI电气和计算机工程教授Ted Clancy在一份声明中说。
克兰西已经与顾问Debra Latour合作进行了五年的假肢项目。Latour是西新英格兰大学职业治疗部门职业治疗助理教授,出生时没有右手。研究团队的另一个重要成员是 马萨诸塞州霍利斯顿的Liberating Technologies,Inc。(LTI)的研究主管Todd Farrell 。
在从有线传感器到无线传感器的过渡中,研究人员不得不考虑整个假肢装置的结构。克兰西说,从历史上看,假肢通过模塑塑料插座固定在身体上,塑料插座形状适合天然组织。然而,他指出,“最近在该领域的动作是远离(插座),而是使用所谓的骨整合。”
在骨整合下,假体将附着在已经通过外科手术植入骨中的金属杆上。克兰西说:“所以你不再需要一个插座,而且附件更加严格,这非常重要。” “但现在所有这些用于控制设备的有线传感器都无处可去。”
实际上,克兰西说,电线会松散,可能会被物体夹住并造成其他问题。
为了应对这一挑战,克兰西和他的同事计划将银元大小的无线传感器放置在残余的手臂肌肉位置上。克兰西表示他们计划从两个传感器开始,这两个传感器可以扩展到多达八个或更多传感器,主要是为了更好地控制。
“我们的想法是创建一个更节省空间的标准化系统,可以很容易地适应各种产品,”克兰西说。
新明黄,在WPI电气和计算机工程教授,是专注于以优化电池电量传感器编程。“我们正在寻找电池电量吝啬的设备,以便(传感器)可以全天佩戴,”黄说。
一旦该技术在截肢者上进行了测试,Clancy和LTI团队计划对该技术进行商业评估。
这项研究建立在Clancy及其同事先前的研究基础之上。两年前,WPI研究团队与LTI合作开发了一种 更通用的手腕假肢 ,通过使手和手腕同时工作,使用户能够更自然地移动。
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