Inertiales Messsystem zur Bewertung von Gangparametern und dynamischen Ausrichtungen bei Probanden mit unteren Extremitätenamputationen

Die Studie zielt darauf ab, ein inertiales Messsystem für die Anwendung bei amputierten Probanden, die eine Prothese tragen, zu konstruieren. Ein neues Berechnungsschema zur Verarbeitung von inertialen Daten durch die Installation von sieben drahtlosen inertialen Sensoren an den unteren Gliedmaßen wurde implementiert und validiert, indem es mit einem optischen Bewegungserfassungssystem verglichen wurde. Wir haben dieses System bei Amputierten angewendet, um seine Leistungsfähigkeit zur Ganganalyse zu überprüfen. Die Gangparameter werden bewertet, um den Prothesentragezustand der Amputierten objektiv zu beurteilen. Der Madgwick-Algorithmus wurde in der Studie verwendet, um die Abweichung der Winkeldrehgeschwindigkeit unter Verwendung von Beschleunigungsdaten zu korrigieren und in Quaternionen umzuwandeln. Darüber hinaus wurde die Methode des Nullgeschwindigkeitsupdates angewendet, um die Gehtrajektorien der Patienten zu rekonstruieren. Die Kombination der berechneten Gehtrajektorie mit der Becken- und Gelenkbewegung des unteren Gliedmaßes ermöglicht es, die Details der Bewegung über einen Strichmännchen zu skizzieren, der hilft, den Gang und die Gehwirkung eines Testprobanden zu visualisieren und zu animieren. Fünf Teilnehmer mit Oberschenkelamputationen (n = 2) und Unterschenkelamputationen (n = 3) wurden für die Ganganalyse rekrutiert. Kinematische Parameter wurden während eines Gehtests bewertet, um die Gelenkausrichtung und die allgemeinen Gangmerkmale zu beurteilen. Unsere Ergebnisse unterstützen die Machbarkeit der Anwendung einfacher Algorithmen zur Erreichung einer genauen und präzisen Schätzung der Gelenkwinkel und Gangparameter basierend auf Daten von drahtlosen inertialen Sensoren.