Révolutionner les réglages des jambes prothétiques
Un nouvel outil accélère l'ajustement des prothèses de jambes motorisées pour chaque utilisateur.
Emma Reznick, T. Kevin Best, Robert Gregg
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Table des matières
Les jambes prosthétiques motorisées, c'est vraiment cool et ça peut aider les gens amputés à se déplacer plus normalement. Mais elles ne sont pas très répandues, surtout parce que le réglage peut être un peu compliqué. Pense à trouver une paire de chaussures : si tu veux qu'elles te vont bien, tu dois les essayer et les ajuster selon comment elles se sentent. Dans le cas des jambes prosthétiques, ça peut prendre un temps fou et être compliqué.
Un gros défi, c'est que ceux qui conçoivent ces jambes high-tech n'ont souvent pas le même parcours que ceux qui les ajustent pour les utilisateurs. Cette étude examine comment rendre ces ajustements plus faciles, rapides et intuitifs.
Le besoin d'individualisation
Quand quelqu'un reçoit une prothèse motorisée, ce n'est pas "taille unique". Chaque personne marche différemment. Des facteurs comme la taille, le poids et même les préférences personnelles influencent comment une jambe prosthétique doit fonctionner. Pour vraiment aider les utilisateurs, la jambe doit se sentir personnalisée, ce qui demande pas mal d'ajustements.
Avant, régler une jambe motorisée pouvait prendre des heures, car chaque petit détail devait être parfait selon le style de marche de la personne. Cette étude trouve de nouvelles manières de rendre ce processus de réglage plus rapide et efficace en développant un outil qui permet aux prothésistes de faire des ajustements facilement.
Qu'est-ce qu'une Interface de Réglage Clinique (CTI) ?
Imagine une télécommande, mais au lieu de changer de chaîne, tu modifies le comportement d'une jambe prosthétique. L'Interface de Réglage Clinique (CTI) est un système conçu pour aider les prothésistes à ajuster rapidement et facilement les prothèses motorisées genou-cheville. La CTI utilise des paramètres communs que les praticiens connaissent bien, ce qui rend simple de modifier le fonctionnement de la prothèse.
Avec la CTI, les cliniciens peuvent adapter le comportement de la jambe prosthétique en fonction de ce qu'ils observent chez l'utilisateur. L'idée, c'est que si un utilisateur préfère plus de force au décollage quand il marche ou veut que le genou soit plus rigide à certains moments, la CTI leur permet de faire ces changements en quelques minutes. Fini le temps passé à faire des réglages pendant des heures !
L'étude et ses méthodes
Cette étude a impliqué des tests en conditions réelles avec de vrais utilisateurs. Les chercheurs ont travaillé avec un participant ayant une amputation au-dessus du genou. Le prothésiste et le participant ont collaboré pour régler la jambe motorisée, partageant leurs retours et faisant des ajustements en milieu clinique.
D'abord, le participant a marché avec la prothèse de base, non réglée, pour s'habituer. Ensuite, le clinicien a pris le temps d'ajuster la prothèse. Ils ont utilisé la CTI pour passer d'un profil prédéfini à un autre afin de trouver ce qui fonctionnait le mieux. Chaque ajustement était rapide, prenant seulement quelques minutes, ce qui permettait une session de réglage plus dynamique et engageante.
Résultats de l'étude
Après une série de réglages, le prothésiste a pu affiner la jambe motorisée en moins de 20 minutes, une amélioration significative par rapport au processus habituel. Chaque cycle de réglage, où le clinicien observait la marche de l'utilisateur, ajustait les paramètres, puis voyait les changements, prenait seulement environ 2 minutes pour marcher et environ une minute pour les transitions assis-debout.
Le participant et le clinicien étaient tous deux contents des résultats. La prothèse se sentait non seulement mieux pour l'utilisateur, mais affichait aussi une performance améliorée dans différentes situations de marche, y compris en montée et en descente. C'était comme mettre une nouvelle paire de chaussures : elles étaient plus confortables et amélioraient l'expérience globale.
Fonctionnalités de la CTI
La CTI a des fonctionnalités sympas qui aident avec le réglage. Par exemple, elle permet aux cliniciens de :
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Ajuster la Résistance à la Flexion de la Position : Ça indique au genou combien il doit se plier en marchant. Trop de flexion peut donner une sensation d'instabilité, et pas assez peut faire trébucher. La CTI permet au clinicien de trouver rapidement le bon équilibre.
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Changer la Flexion du Genou Swing : Ce paramètre contrôle le mouvement du genou en avant pendant la marche. Bien régler ça aide à éviter que le pied ne traîne et ne fasse trébucher l'utilisateur.
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Ajuster le Couple de Décollage : Cette fonction permet aux utilisateurs de ressentir plus de puissance juste quand ils en ont besoin, les propulsant vers l'avant à chaque pas. C'est comme ajouter un bouton turbo !
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Régler le Couple Assis-Debout : Se lever d'une chaise peut être compliqué, et cette fonction s'assure que le genou fournit la bonne assistance pour faire ça.
Retours des utilisateurs et des cliniciens
Les retours du participant et du clinicien étaient cruciaux. Ils ont remarqué que les ajustements faisaient vraiment une différence. L'utilisateur pouvait ressentir la différence de couple et de mouvement, tandis que le clinicien appréciait de voir les ajustements cinématiques qui reflétaient les besoins de l'utilisateur.
Il est important de noter que bien qu'il y avait plusieurs options de réglage disponibles, il arrivait souvent qu'un petit ajustement entraîne des changements inattendus ailleurs. Juste comme quand tu ajustes une corde sur une guitare, ça peut changer le son, modifier un aspect de la prothèse pouvait affecter le reste.
Défis et considérations
Même avec ces avancées, il y a encore des éléments délicats à considérer. Par exemple, le clinicien a mentionné que ce serait mieux que les utilisateurs reviennent pour un réglage ultérieur après avoir eu le temps de s'adapter aux nouveaux paramètres. Après tout, un petit peu de pratique peut aider les utilisateurs à mieux s'ajuster à leurs jambes prosthétiques.
Un autre défi est le besoin de plus de participants dans les études futures. Tester de nombreux utilisateurs différents peut aider à affiner le processus de réglage et s'assurer qu'il fonctionne bien pour une variété de personnes. Il est aussi crucial de se rappeler que les expériences des gens avec les jambes prosthétiques peuvent varier énormément.
Conclusion
Cette nouvelle approche pour régler les jambes prosthétiques motorisées grâce à l'Interface de Réglage Clinique offre une manière prometteuse d'améliorer la personnalisation. En utilisant des outils intuitifs qui facilitent les réglages basés sur les préférences des utilisateurs, cette étude a montré comment la technologie peut vraiment améliorer le processus d'ajustement des prothèses.
Au fur et à mesure que les chercheurs continuent d'explorer des options pour améliorer les prothèses motorisées, l'espoir est de rendre ces dispositifs encore plus utiles et accessibles aux personnes qui en ont besoin. Après tout, tout le monde mérite un bon ajustement - que ce soit une paire de chaussures ou une jambe prosthétique qui les aide à marcher confortablement et avec confiance !
Titre: A Clinical Tuning Framework for Continuous Kinematic and Impedance Control of a Powered Knee-Ankle Prosthesis
Résumé: Objective: Configuring a prosthetic leg is an integral part of the fitting process, but the personalization of a multi-modal powered knee-ankle prosthesis is often too complex to realize in a clinical environment. This paper develops both the technical means to individualize a hybrid kinematic-impedance controller for variable-incline walking and sit-stand transitions, and an intuitive Clinical Tuning Interface (CTI) that allows prosthetists to directly modify the controller behavior. Methods: Utilizing an established method for predicting kinematic gait individuality alongside a new parallel approach for kinetic individuality, we applied tuned characteristics exclusively from level-ground walking to personalize continuous-phase/task models of joint kinematics and impedance. To take advantage of this method, we developed a CTI that translates common clinical tuning parameters into model adjustments. We then conducted a case study involving an above-knee amputee participant where a prosthetist iteratively tuned the prosthesis in a simulated clinical session involving walking and sit-stand transitions. Results: The prosthetist fully tuned the multi-activity prosthesis controller in under 20 min. Each iteration of tuning (i.e., observation, parameter adjustment, and model reprocessing) took 2 min on average for walking and 1 min on average for sit-stand. The tuned behavior changes were appropriately manifested in the commanded prosthesis torques, both at the tuned tasks and across untuned tasks (inclines). Conclusion: The CTI leveraged able-bodied trends to efficiently personalize a wide array of walking tasks and sit-stand transitions. A case-study validated the CTI tuning method and demonstrated the efficiency necessary for powered knee-ankle prostheses to become clinically viable.
Auteurs: Emma Reznick, T. Kevin Best, Robert Gregg
Dernière mise à jour: 2024-12-13 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.10154
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.10154
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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