طراحی، کنترل و ارزیابی عملی ارتز فعال زانو با الگوی حرکتی قابل تنظیم جهت کمک به افراد دچار آسیب نخاعی

در افراد آسیب نخاعی که برای راه رفتن از ارتزهای سنتی استفاده می کنند، قفل بودن زانو باعث فاصله گرفتن الگوی حرکتی از حالت طبیعی شده و این امر باعث کاهش راندمان و افزایش خستگی در فرد می گردد. برای حل این مشکل، در این پژوهش یک ارتز فعال سبک با عملگر الکتریکی فشرده در مفصل زانو معرفی شده است. راهبرد کنترل این ارتز به صورت سلسله مراتبی و دو سطحی است. به این صورت که در کنترل سطح بالا، یک ماشین حالت وظیفه ی مدیریت وضعیت های مختلف کاربر را برعهده داشته و در کنار آن یک تولیدکننده ی مسیر با توجه به متغیرهای انتخاب شده توسط کاربر مسیر مرجع زانو را تولید می کند. در این بخش، برای اعمال تغییرات مدنظر در متغیر سرعت، از روش زمان بندی تدریجی (رمپ سرعت) جهت پیوستگی و نرمی حرکت زانو استفاده شده است. در کنترل سطح پایین، کنترل کننده ی امپدانسی مبتنی بر موقعیت به منظور دنبال کردن مسیر مرجع، مستقر است. برای ارزیابی عملکرد، مطالعه ای روی فرد آسیب نخاعی در دو وضعیت پوشیدن ارتز سنتی و ارتز فعال پیشنهادی با شاخص های بالینی رایج (آزمون ۱۰ متر و آزمون ۶ دقیقه) انجام گردید. نتایج نشان داد که با استفاده از ارتز فعال، سرعت راه رفتن فرد در آزمون ۱۰ متر افزایش قابل توجهی می یابد در حالی که مسافت طی شده برای دو تجهیز در آزمون ۶ دقیقه مشابه بوده و تغییرات ضربان قلب نیز در محدوده ی مجاز باقی ماند. نتایج مقدماتی نشان می دهد که ارتز فعال زانو با امکان تنظیم الگوی حرکتی می تواند به عنوان یک راهکار میانی و بین ارتزهای سنتی و اسکلت های بیرونی کامل اندام تحتانی مطرح شود.

کلیدواژه ها:

آسیب نخاعی ، اسکلت بیرونی ، ارتز فعال زانو ، توانبخشی ، کارآزمایی بالینی