Hong, J.H.;Lee, J.Y.;Chu, J.U.;Lee, J.Y.;Mun, M.S.
한국정밀공학회:학술대회논문집
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한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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pp.1070-1073
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2002
The biomechanical interaction between the stump and the prosthetic socket is critically important to achieve close-to-normal ambulation. Many investigators suggested that the pressure changes during gait of transfemoral amputees are closely related to the prosthetic alignment, the socket shape, the stump size, and the residual muscle activity. The effects of the prosthetic alignment, the socket shape, and the stump size on the interface pressure were investigated previously. However, there is no report how the residual muscle activities in the transfemoral stump affect the socket interface pressure characteristics during gait. Since designs of socket fur lower limb amputees need to consider the socket interface pressure characteristics, the interface pressure patterns by the residual muscle activities during gait should be investigated. In this study, myoelectric signals (MES) and socket interface pressure in residual limb of transfemoral amputees were measured during the stance and swing phases of gait. For the purpose, specially designed quadrilateral sockets that MES electrodes could be instrumented were fabricated. A total of two transfemoral amputees were participated in the experiments. The measured temporal MES amplitude and interface pressure in knee flexor (biceps femoris) and extensor (rectus femoris) had significant correlations (P < 0.05). Based on the test results, It was suggested that the residual muscle activity of transfemoral amputees stump is an important factor affecting socket pressure changes during walk.
대퇴의족은 절단하지를 대체하여 보행을 수행하는 기기이며, 불연속적으로 변하는 보행 환경에 대응하기 위해 사용자의 의도 제공을 통한 보행 모드 변경을 요구한다. 외부의 제어 기기 없는 자연스러운 보행 모드 변경을 위한 요구로 절단 부위와 직접 접촉하는 소켓 내부의 생체 역학적 특징을 통해 사용자의 의도를 검출하는 연구가 수행되어 왔다. 하지만 아직까지 절단 부위의 신체 및 소켓 내부 환경에 적합한 센서 시스템의 요구가 남아있다. 따라서 본 연구에서는 절단 부위의 신체 특성에 적합하고 소켓 내부 온습도 조건에 영향을 받지 않으며 다양한 크기의 제작이 쉬운 필름 형태의 센서 시스템을 제안하였다. 제안된 센서는 Velostat 필름으로 제작되었으며 크기에 따라 달라지는 압력 계측 특성이 고려되었다. 실험을 통해 착용자의 의도적인 자세 수행에 의한 소켓 내부 압력 변화를 계측하였으며 보행 모드 변경 의도 검출의 가능성을 확인하였다.
This paper presents a multiple DoFs (degrees-of-freedom) prosthetic forearm and sEMG (surface electromyogram) pattern recognition and motion intent classification of forearm amputee. The developed prosthetic forearm has 9 DoFs hand and single-DoF wrist, and the socket is designed considering wearability. In addition, the pattern recognition based on sEMG is proposed for prosthetic control. Several experiments were conducted to substantiate the performance of the prosthetic forearm. First, the developed prosthetic forearm could perform various motions required for activity of daily living of forearm amputee. It was able to control according to shape and size of the object. Additionally, the amputee was able to perform 'tying up shoe' using the prosthetic forearm. Secondly, pattern recognition and classification experiments using the sEMG signals were performed to find out whether it could classify the motions according to the user's intents. For this purpose, sEMG signals were applied to the multilayer perceptron (MLP) for training and testing. As a result, overall classification accuracy arrived at 99.6% for all participants, and all the postures showed more than 97% accuracy.
This paper proposes a dry-type active surface EMG electrode for the myoelectric prosthetic hand. The designed electrode is small size for embedding in the socket of prosthetic hand, and it has three leads including the reference of signal. To acquire EMG signal rejected the power noise, a precision differential amplifier and various filters such as the band pass filter band rejection filter, low pass and high pass filter are embedded on the electrode. The final output of the electrode is integrated absolute EMG (IEMG) obtained by full rectifier and moving average circuits. From experimental results using the implemented dry-type active surface EMG electrode, the proposed electrode is feasible for the myoelectric prosthetic hand.
The paper proposes a stiffness measurement device composed of a measurement part including six indenters and a fixing part including four fixtures. The device is able to make simultaneously measurements of the stiffness of human arm. The six indenters make use of both position and force control schemes sequentially whenever needed. In addition, the loadcells and the digital encoders are attached to the indenters and electric motors, respectively, so that the data can be provided in real time. On the end of the indenter, two-axis potentiometer is attached in order to measure the angle difference between the applied force axis and the axis normal to the skin of human arm, and to convert the force measured on the loadcell into the actual applied force to skin. For this purpose, the mapping between the voltage output and the angle of potentiometer was obtained by fitting it for each axis. Ultimately, the measurement device was able to measure the stiffnesses of six regions of human arm.
의족과 절단단을 연결해주는 현가장치는 하지 절단 장애인이 의족착용을 가능하게 하며 보행뿐만 아니라 일상생활 중에서도 항상 절단단과 접촉되어 있어 의족 사용 중 가장 민감하게 느끼는 부분이다. 본 논문에서는 영구자석의 인력과 척력의 원리를 이용하여 자석의 극성변화로 하지 절단 장애인들의 절단단과 의족을 고정할 수 있는 자석락 현가장치를 개발하였다. 자석락의 작동 방식은 비자성체인 황동심을 기준으로 좌우에 네오디움 자석을 NNSS로 배치 시 자력은 흡착부재를 매개체로 하여 황동심을 넘어 외부로 흘러 결합력이 발생하며, 90도 회전 시 자석은 NSNS로 위치 이동하며 자력이 내부로 흘러 상쇄되는 원리이다. 이를 바탕으로 인장강도를 통한 결합력 시험 및 비교군인 셔틀락 현가장치와의 단기적인 의족 비교 평가를 수행하여 시제품에 대한 신뢰성 검증 및 만족도를 평가하였다. 그 결과 적정 결합력을 상회하는 인장강도를 확인하였으며 자석락이 셔틀락 대비 높은 만족도를 나타냈다. 추후 제품화를 위한 장기적인 ADL 임상시험을 수행해 실제 절단 장애인들에게 보급 가능한 제품으로 개발하고자 한다.
Symptomatic neuromas after amputation can be troublesome to treat and make it difficult to properly fit a brace. Surgical management is required when conservative management such as prosthetic socket modification or local injections fail. However, small cutaneous nerves adhere to adjacent soft tissue and they are difficult to locate. The authors suggest that ultrasonography guided tattoo localization using a charcoal suspension is useful to find a visually indistinguishable neuroma.
Schnutenhaus, Sigmar;Doering, Isabel;Dreyhaupt, Jens;Rudolph, Heike;Luthardt, Ralph G.
Journal of Periodontal and Implant Science
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제48권4호
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pp.236-250
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2018
Purpose: Resorption of the alveolar bone is an unavoidable consequence of tooth extraction when appropriate alveolar ridge preservation (ARP) measures are not taken. The objective of this trial was to test the hypothesis that dimensional changes in the alveolar bone after tooth extraction would be reduced by inserting an equine collagen membrane and a collagen cone to fill and seal the alveolus (as ARP), in comparison to extraction with untreated alveoli. Methods: In this randomized clinical trial, 31 patients were directly treated with the collagen material after extraction of a tooth from the maxilla (the ARP group). Twenty-nine patients served as the control group. After extraction, no further treatment (i.e., no socket preservation measures) was performed in the control group. Changes in the alveolar process immediately after extraction and after an 8 (${\pm}1$)-week healing period were evaluated 3-dimensionally. Blinded analyses were performed after superimposing the data from the digitalized impressions and surfaces generated by cone-beam computed tomography. Results: Both the ARP and control groups showed a reduction of bone in the alveolar area after tooth extraction. However, significantly less bone resorption was detected in the clinically relevant buccal region in the ARP group. The median bone reduction was 1.18 mm in the ARP group and 5.06 mm in the control group (P=0.03). Conclusions: The proposed hypothesis that inserting a combination material comprising a collagen cone and membrane would lead to a difference in alveolar bone preservation can be accepted for the clinically relevant buccal distance. In this area, implantation of the collagen material led to significantly less alveolar bone resorption. German Clinical Trials Register at www.drks.de, DRKS00004769.
The number of reported cases with dual disability is increasing for the past few decades. Currently, dual disability of lower limb amputation and motor weakness after stroke became a strong issue in public concern. The functional levels of patients have shown in the wide range from independent community ambulation to non-ambulation. Thus, it indicates that favorable outcomes for dual disability may depend upon adopted rehabilitative strategies. We present the case of a man with left below-knee amputation and severe right-sided weakness following a huge putaminal hemorrhage. He had suffered from extreme pain and misfit of the prosthetic socket and the complicated residual limb for three years prior to the stroke. Forty days post-stroke, we performed a revision surgery to resolve the complications of bony overgrowth, verrucous hyperplasia, and neuroma and applied an ankle foot orthosis (AFO). Two years post-stroke, he was able to ambulate outside his home and negotiate stairs using a cane. This is the first case with the dual disability of lower limb amputation and contralateral hemiplegia to undergo revision surgery. The results suggest that an early revision surgery and use of an AFO are crucial for achieving a higher level of mobility in such cases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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