Oscilación y de la Junta de Reacción técnicas para estimar inerciales propiedades de una prótesis debajo de la rodilla
Summary
Se requieren segmentarias del cuerpo inercial para el modelado de la dinámica inversa. Usando una técnica de oscilación y tablero de reacción, propiedades inerciales de prótesis debajo de la rodilla se midieron. El uso de medidas directas de inercia prótesis en el modelo de la dinámica inversa de la pierna protésica resultó en magnitudes más bajas de las fuerzas y momentos conjuntas resultantes.
Abstract
El propósito de este estudio fue doble: 1) demostrar una técnica que se puede utilizar para estimar directamente las propiedades inerciales de una prótesis debajo de la rodilla, y 2) contrastar los efectos de la técnica propuesta y la del uso de las extremidades intactas las propiedades inerciales en cálculos cinéticos conjuntas durante la marcha en amputados tibiales, unilaterales. Un sistema de oscilación y tabla reacción fue validado y demostrado ser fiable en la medición de las propiedades de inercia de sólidos geométricos conocidos. Cuando se utilizaron las mediciones directas de carácter inercial de la prótesis en la dinámica inversa de modelado de la extremidad inferior en comparación con las estimaciones de inercia sobre la base de un vástago intacta y el pie, la cinética de las articulaciones de la cadera y la rodilla fueron significativamente menores durante la fase de balanceo de la marcha. Las diferencias en la cinética conjuntas durante postura, sin embargo, fueron menores que los observados durante el swing. Por lo tanto, los investigadores se centran en la fase de balanceo de la marcha deben considerar el impacto de prostheses propiedad de inercia estimaciones sobre los resultados del estudio. Por postura, ya sea uno de los dos modelos de inercia investigados en nuestro estudio probablemente conduciría a resultados similares con una evaluación dinámica inversa.
Introduction
Para cuantificar las fuerzas y momentos conjuntas resultantes durante el movimiento, se necesita un modelo de la dinámica inversa del sistema de interés cuando se trabaja con datos empíricos. Para la biomecánica de las extremidades inferiores, los modelos de dinámica inversa típicamente representan la pata, el codillo, y el muslo como cuerpos rígidos. De entrada para estos modelos provienen de tres fuentes principales: a) la cinemática de movimiento, b) las fuerzas de reacción del suelo, y c) antropométricos del segmento y propiedades inerciales. Los datos de movimiento se recogen con una variedad de sistemas de análisis de movimiento, pero todos los sistemas esencialmente proporcionan la cinemática básicas del movimiento (posición, velocidad y aceleración). Fuerzas de reacción del suelo se recogen con una plataforma de fuerza y proporcionan las fuerzas de contacto que actúan sobre los pies. Antropometría son mediciones tomadas directamente de la carrocería con los gobernantes, cintas flexibles, y / o pinzas. Estas mediciones antropométricas se utilizan para estimar las propiedades inerciales de los segmentos corporales utilizados en el dinámicamente inversacs analiza. Propiedades inerciales incluyen la masa, centro de masa (COM) de ubicación y el momento de inercia (MOI) de la serie de sesiones con respecto a un eje que pasa por el COM segmento o el extremo proximal o articulación distal. Metodologías y equipos utilizados para la recogida de los datos de movimiento y la fuerza de reacción del suelo son similares entre los grupos de investigación, pero las estimaciones de inercia de los segmentos corporales pueden variar ampliamente entre los investigadores en función del método que el investigador elige para estimar estas propiedades inerciales.
Diversas técnicas disponibles para la estimación de las propiedades inerciales de un segmento del cuerpo humano completamente intacta incluyen: 1) las ecuaciones de regresión basadas en datos de cadáver 1-5, 2) técnicas de modelos matemáticos (es decir, modelos geométricos) 6,7, y 3) de exploración y proyección de imagen 8-15. Muchas de estas técnicas requieren mediciones directas del cuerpo, pero se ha demostrado previamente que, independientemente del método de estimación se utiliza, la precisión de segmento corporalestimaciones inerciales Ment basados en estos métodos es alta 16. También se ha demostrado que los errores en las estimaciones de las propiedades inerciales de los segmentos del cuerpo intactos tienen un impacto mínimo en las magnitudes de los momentos conjuntos resultantes durante la marcha 17,18. Momentos conjuntos están influenciados en mayor medida por las fuerzas de reacción del suelo, centro de los lugares de presión, momento longitudes de brazo, y la cinemática del segmento 17-19. Por lo tanto, no es sorprendente que los métodos para estimar las propiedades de inercia de los segmentos corporales varían ampliamente a través de la literatura utilizando las personas sin discapacidad como participantes en la investigación, dado que los pequeños errores en estos cálculos es probable que tengan poco impacto en los resultados del estudio.
Muchas de estas estimaciones de inercia para un segmento del cuerpo intacto a menudo se utilizan para estimar las propiedades inerciales de prótesis para amputados de extremidades inferiores. Modernos prótesis de miembro inferior se fabrican utilizando materiales ligeros resultadoing en las prótesis que son mucho más ligeros que los miembros que reemplazan. Esto resulta en una asimetría inercial entre la prótesis y la extremidad intacta. En comparación con un vástago típica intacto y el pie, la masa de una prótesis debajo de la rodilla y la extremidad residual es de aproximadamente 35% menos y tiene un centro de masa situado a aproximadamente 35% más cerca de la articulación de la rodilla 20-23. La masa inferior y distribución de la masa más proximal de la prótesis también produce una (~ 60%) mucho menor momento de inercia con respecto a la articulación de la rodilla para la prótesis en comparación con la de la espiga intacta y el pie. Aunque los investigadores 24,25 han sugerido previamente que el uso de estimaciones de inercia intactas para la prótesis tiene poco efecto sobre las estimaciones cinéticos conjuntas, estas comparaciones se centraron en momentos conjuntos resultantes durante la fase de apoyo de la marcha, donde la fuerza de reacción del suelo domina el momento producido en la conjunta. Durante swing, donde las fuerzas de reacción del suelo no están presentes, ella reducción de las propiedades inerciales de la prótesis son más propensos a influir en las estimaciones de momentos conjuntos resultantes. Teniendo en cuenta que algunos investigadores, por ejemplo, 26-32 utilizan intactas las propiedades de inercia segmento para representar prótesis propiedades inerciales y otros, por ejemplo 21 a 23 propiedades inerciales de prótesis estimación directa, es importante para comprender el impacto de los métodos elegidos para la estimación de las propiedades inerciales de la prótesis . Reducir al mínimo el tiempo necesario para medir las propiedades inerciales de la prótesis era una consideración importante en el desarrollo de nuestra técnica. En la técnica que aquí se presenta la prótesis permanece completamente intacto para todas las medidas para reducir los tiempos de medición y evitar cualquier veces adicionales asociados con la realineación de la prótesis después de la medición.
Por lo tanto, el propósito de este estudio era doble: 1) demostrar una técnica que se puede utilizar directamente para estimar las propiedades inerciales de ABprótesis elow rodilla, y 2) contrastar los efectos de la técnica propuesta y la del uso de las extremidades intactas las propiedades inerciales en estimaciones cinéticos conjuntas durante la marcha en amputados tibiales, unilaterales. Se planteó la hipótesis que las magnitudes cinéticas conjuntos son más grandes cuando las propiedades inerciales de la espiga intacta y el pie se utilizan como las estimaciones de inercia para la prótesis en comparación con las mediciones directas de las propiedades inerciales de prótesis.
Protocol
Representative Results
Discussion
Una técnica a bordo de oscilación y la reacción fue presentado para la estimación de las propiedades inerciales de prótesis debajo de la rodilla. Este sistema fue validado y demostró ser confiable cuando se estiman las propiedades inerciales de sólidos geométricos conocidos (Apéndice A). Prótesis de extremidades propiedades inerciales de un grupo de amputados tibiales, unilaterales se estimaron de dos maneras: a) mediante la medición directa utilizando técnicas de oscilación y la junta de reacción, y b) utilizando las ecuaciones de predicción estándar creados por los miembros intactos. Las estimaciones de propiedad inerciales resultantes de la prótesis fueron sustancialmente diferentes de dos enfoques. Esta diferencia en las propiedades inerciales resultado significativamente diferentes estimaciones de la cinética de las articulaciones al caminar, con mayores diferencias se observaron durante el balanceo.
Aunque las diferencias significativas en la cinética de las articulaciones se produjeron durante la posición usando las dos estimaciones de parámetros inerciales diferentes, estas diferencias fueron scentro comercial cuando se consideran los efectos de los tamaños de estas diferencias y en comparación con las diferencias observadas en swing. En la mayoría de los estudios del movimiento humano, estas diferencias estadísticamente significativas durante postura no pueden tener un impacto en los resultados en el estudio. Fuerzas de reacción del suelo tienen una gran influencia en las magnitudes globales momento de articulaciones de las extremidades inferiores durante la fase de apoyo de la marcha. 17-19 A pesar de que existen diferencias significativas en los parámetros inerciales para ambos modelos, estas diferencias no fueron suficientes para superar la importancia de la terreno fuerza de reacción contribución a la producción conjunta momento durante el apoyo. Miller 25 también sugerido previamente que las propiedades inerciales de la parte protésica tuvieron poco efecto en las magnitudes de la extremidad cinética de articulación inferior durante la fase de apoyo de la carrera. Sin embargo, Miller 25 sólo tuvo en cuenta las diferencias en la masa y posición del centro de masa de la extremidad cuando se altera el procarácter inercial de las extremidades Sthetic para el modelo de la dinámica inversa. Las diferencias en el momento de inercia no se tuvieron en cuenta en el modelo, pero se sugirió que, incluso si el momento de inercia se duplica o se reduce a la mitad probablemente tendría poco efecto sobre la magnitud del momento articulación. El término Iα en la ecuación de movimiento representó menos del 3% del momento articulación global en un momento dado durante la fase de apoyo de la carrera. En términos absolutos, se observó el mayor cambio en la magnitud del momento de nuestro estudio en el momento articulación de la cadera en el ~ 11% del ciclo de la marcha, donde el incremento medio fue de magnitud ~ 2 N · m. Esto fue aproximadamente la mitad del incremento de magnitud que se observó por Miller 25 durante la fase de apoyo de la carrera. Nuestros resultados combinados con los de Miller sugieren que las medidas directas de la inercia de prótesis, incluyendo el momento de inercia, tienen sólo un efecto pequeño o insignificante sobre las magnitudes de momento conjuntos de la cadera y la rodilla durante la Stance fase de caminar o correr.
Con respecto a la fase de balanceo de la marcha, la elección del modelo de inercia tiene un impacto significativo en las magnitudes de las extremidades inferiores cinética de conjuntos. Durante oscilación, no hay gran fuerza externa, tales como la fuerza de reacción del suelo durante el apoyo. El movimiento de la extremidad es mucho más dependiente de la inercia en el sistema y las interacciones entre los segmentos. Esto se reflejó en los grandes cambios en las magnitudes cinéticas conjuntas observadas cuando se utilizaron los dos modelos inerciales diferentes en el análisis de la dinámica inversa. El uso de ecuaciones de regresión basados en la anatomía intacta para modelar la prótesis durante el swing, sugirió que era necesario un esfuerzo muscular mayor que cuando se utilizaron las propiedades inerciales de medición reales de la prótesis.
La técnica descrita en este trabajo para medir directamente las propiedades inerciales de una prótesis debajo de la rodilla tiene varias limitaciones. Hemos descrito los métodos de unnd hizo mediciones de las propiedades de inercia de las piernas sólo para los análisis de plano sagital. Las mejoras a este sistema incluyen la creación de una estructura de jaula interior que podría ser suspendido de tres ejes diferentes de manera que todos los tres momentos de inercia principales podrían ser medidos. Además, la técnica de placa de reacción podría ser utilizado para todos los tres planos para medir la ubicación tridimensional del centro de la prótesis de la masa. Otra de las mejoras que se podrían hacer las estimaciones del muñón masa ligeramente más exacto sería el uso de una evaluación volumétrica según lo descrito por Czerniecki y sus colegas 24 en el que el muñón se suspende en un cilindro de agua para estimar su volumen, mientras que una densidad de tejido uniforme es aplicado para estimar la masa de la extremidad. Además, en lugar de utilizar un porcentaje supuesto para distribuir la masa total de la prótesis entre el encaje protésico y el pie, cada prótesis podría ser desarticulado en el tobillo de manera que cada componente podría ser weighed de forma independiente. Otra limitación de nuestra técnica es que requiere un tiempo adicional durante una sesión experimental. En general, el uso de nuestra técnica para medir directamente la inercia prótesis probablemente añadirá 30 minutos al tiempo total necesario para una sesión de recogida de datos.
Debido a nuestra pequeña muestra de debajo de la rodilla con prótesis diseños similares (es decir, de bloqueo y de pin suspensiones y de respuesta elástico dinámico pies protésicos), el desarrollo de las recomendaciones definitivas para la estimación de las propiedades inerciales de debajo de la rodilla prótesis porcentajes simples del intactas las propiedades de inercia del miembro es problemático . Sin embargo, la combinación de nuestros resultados con las estimaciones de inercia para prótesis debajo de la rodilla de otros estudios 20,21,23 y comparar estos resultados a la inercia estimaciones para las extremidades intactas, algunas tendencias consistentes se hacen evidentes. En comparación con la extremidad intacta, la masa de la parte protésica es consistentemente 30-40% menos, la ubicación COM es 25-35% Cperdedor a la articulación de la rodilla, y el Ministerio del Interior es de 50-60% menos de alrededor de un eje transversal a través de la articulación de la rodilla.
En conclusión, el uso de ecuaciones de regresión para un vástago intacta y el pie para modelar las propiedades inerciales de una prótesis debajo de la rodilla afectará la magnitud de las estimaciones cinéticos conjuntas durante el swing, pero sólo tendrá un impacto pequeño o mínimo en estas magnitudes durante el apoyo. Por lo tanto, para los investigadores centrarse sólo en la fase de apoyo de la locomoción utilizando las propiedades inerciales de la extremidad intacta para modelar el lado protésico no es probable alterar las conclusiones del estudio. Sin embargo, para aquellos interesados en la cinética de la fase de balanceo, las mediciones directas de las propiedades inerciales de prótesis deben ser consideradas para evitar tergiversar la verdadera dinámica de oscilación de prótesis de la pierna.
Apéndice A
Fiabilidad y Validez de momento de inercia y centro de estimaciones de masas
Para evaluar la fiabilidad y validitY de nuestras mediciones experimentales de prótesis momento de inercia y la posición del centro de masa, se realizaron dos experimentos simples. En el primer experimento, los momentos de inercia y el centro de los lugares de masas de cuatro objetos se estimaron experimentalmente en tres ensayos separados. Los cuatro objetos fueron: 1) 9 x 9 x 61 cm bloque de madera tratada (masa = 2,8 kg), 2) 9 x 9 x 64 cm de bloques de madera sin tratar (masa = 2,5 kg), 3) 7 x 9 x 65 cm de bloques de madera sin tratar (masa = 1,8 kg), y 4) 61 cm de largo pedazo de tubo de PVC con diámetro interior y de 8 cm y un diámetro exterior de 9 cm (masa = 0,8 kg). Una técnica de oscilación 12 se utilizó para estimar momento de cada objeto de inercia alrededor de un eje transversal a través de su centro de masa. Cuando un objeto oscila alrededor de un eje fijo, el periodo de oscilación (τ) del objeto es proporcional al momento del objeto de inercia alrededor de ese eje fijo. Si la amplitud de la oscilación es inferior a 5 º con respecto a una posición neutral,el momento de inercia del objeto puede ser estimado basado en el movimiento de un péndulo simple:
(A.1)
donde el eje I es el momento de inercia con respecto al eje de oscilación, m es la masa del sistema, g es la aceleración debida a la gravedad, y d es la distancia entre el eje de oscilación y el centro de masa del sistema.
Una técnica a bordo de reacción se utilizó para estimar el centro de cada objeto de la ubicación de masas. Se asumió equilibrio estático (Momentos Σ = 0) y los momentos producidos por el peso del objeto, el peso de la trama, y la fuerza de reacción se resumió alrededor de un eje de referencia fijo. El momento de inercia y la posición del centro de masa de cada objeto también se estima con base en ecuaciones geométricas simples. Nuestras medidas experimentales se compararon con éstos estimatio geométricans para evaluar la validez. La fiabilidad de las estimaciones para el centro de la ubicación de masa y momento de inercia se evaluó mediante dos (uno para la estimación de COM y uno para la estimación MOI), único modelo lineal general del factor ANOVA, con 3 medidas repetidas que reflejan los tres ensayos. Coeficientes de correlación intraclase (CCI) también se calcularon para determinar la repetibilidad de nuestras estimaciones.
En un segundo experimento, se evaluó la fiabilidad de nuestro período de oscilación (τ) de medición. τ se midió durante 10 ensayos consecutivos con sólo la estructura de aluminio suspendida del eje de oscilación y 10 ensayos consecutivos, con un bloque de madera (masa = 2,8 kg, dimensiones = 9 x 9 x 61 cm) fijado en el marco de aluminio y ambos suspendidos de la eje de oscilación. Durante cada ensayo, se midió τ durante 10 oscilaciones consecutivas utilizando una célula fotoeléctrica cuya tensión de salida varía en base a la intensidad de la luz reflejada. La fiabilidad de nuestra medición de τ fue unssessed usando cuatro, factor único modelo lineal general ANOVA, con 10 medidas repetidas. Dos (uno para el marco sólo los ensayos y otra para ensayos de bastidor + Bloque) ANOVA se utiliza para determinar si τ difería entre oscilaciones consecutivas (es decir, la matriz de datos fue instalado de manera que el factor era períodos consecutivos de oscilación dentro de un ensayo dado). A continuación, las matrices de datos se hicieron girar en 90 ° de modo que el factor fue ensayos consecutivos y dos ANOVAs más se utiliza para determinar si τ difirió entre los ensayos consecutivos. Coeficientes de correlación intraclase (CCI) también se calcularon para determinar la repetibilidad de las mediciones.
Los resultados del Experimento 1 – Los Cuatro objetos
Momento de cada objeto de inercia alrededor de un eje transversal a través de su centro de masa (I_obj_cm) fue sobrestimado sistemáticamente (por ~ 5% para los bloques de madera y por ~ 12% a los tubos de PVC) en comparación con las estimaciones basadas en cada objectR17; s masa y la geometría (Iz) (Tabla 3). Nuestras estimaciones, sin embargo, eran extremadamente fiable. No hubo diferencia en el momento de inercia media (F 2,6 = 0,154, p = 0,861) para los cuatro objetos a través de los tres ensayos. Además, los CCI reveló que entre los ensayos nuestro momento de la estimación de la inercia era altamente repetible (ICC = 1.00). Así, aunque nuestra estimación tiende a sobreestimar momento del objeto de la inercia frente a la estimación geométrica nuestras estimaciones son fiables.
Nuestro centro de estimación de posición de la masa usando una técnica bordo reacción fue consistente con estimaciones basadas en el supuesto de una densidad uniforme y un modelo geométrico. Las diferencias fueron menos de 1%. No hubo diferencia en el centro medio de la ubicación de masa (F 2,6 = 1,126, p = 0,384) para los cuatro objetos a través de los tres ensayos. Además, los CCI reveló que entre los ensayos de nuestro centro de cálculo de masas era altamente repetible (ICC> 0,99). Por lo tanto,nuestro centro de estimaciones de masas eran válidos y confiables.
.. Tabla 3 Nuestras estimaciones experimentales de momentos de inercia y el centro de los lugares de masa para los cuatro objetos en comparación con las estimaciones basadas en la masa y la forma de cada objeto Haga clic aquí para obtener una vista ampliada de la tabla. Definiciones de variables: mframe = masa de el marco de aluminio; mobject = masa del objeto; t_frame = período de oscilación de sólo el marco; período de oscilación se determinó como la media de 10 oscilaciones consecutivos y a través de tres ensayos consecutivos. t_object = período de oscilación del bastidor y oponerse juntos; determinado el mismo que t_frame; I_Frame_osc = I del marco con respecto al eje de oscilación;I_Frame_obj_osc = I del marco más objeto en relación con el eje de oscilación; I_obj_osc = I del objeto en relación con el eje de oscilación; I_obj_cm = I del objeto alrededor de un eje que pasa por el centro del objeto de la masa; Iz = predicción teórica de que sobre CM del objeto utilizando las siguientes ecuaciones de predicción geométricas:
PVC: 
; donde R es el radio exterior, r era radio interior, y h es la longitud
Madera: 
; donde a es la longitud y b es la anchura de ubicación CM geométricos se predijo un 50% de la longitud del objeto.
Los resultados del Experimento 2 – período de oscilación (τ) Evaluación
Cuando se suspendió el marco de aluminio solo desde el eje de oscilación y se balanceó, τ consistente y sistemática disminuyó (F 9,81 = 123,25, p <0,001) en los 10 primeros oscilaciónciones por aproximadamente 6 mseg en los 10 ensayos de oscilación (Figura 5, panel izquierdo). Entre los ensayos, se encontró también el período medio de la oscilación a diferir significativamente (F 9,81 = 13,97, p <0,001) cuando se hizo oscilar sólo el marco. Sin embargo, los CCI reveló que dentro de un ensayo dada la disminución sistemática de τ durante los primeros 10 oscilaciones era repetible (ICC = 0.99). Cuando la trama y bloque de madera (m = 2,797 g) se balanceaban juntos, τ no cambió durante los primeros 10 oscilaciones (F 9,81 = 3,031, p = 0,116) y los medios a través de τ 10 ensayos consecutivos, no difirieron significativamente ( F 9,81 = 3,533, p = 0,093) (Figura 5, panel derecho). CCI para los ensayos de marco además de objetos sugieren que dentro de un juicio τ dado no es repetible de oscilación de oscilación (ICC = 0.17). Estos datos sugieren que para el marco de ensayos sólo τ se estima mejor como una media de la primera oscilación a través de una serie de tri ALS y que cuando se hace oscilar un objeto con características similares a las de una prótesis debajo de la rodilla, τ se estima mejor como la media a través de oscilaciones consecutivas y a través de un número de ensayos.
Figura 5. Período de oscilación medida para (A) Marco de aluminio solamente y (B) el marco y el bloque de madera (masa bloque = 2,8 kg, las dimensiones del bloque = 9 x 9 x 61 cm). Cada panel muestra 10 ensayos separados con el primer 10 oscilaciones de cada ensayo aparecen. Con sólo el marco suspendido del eje de oscilación (panel izquierdo), τ disminuyó sistemáticamente durante los primeros 10 oscilaciones. Sin embargo, cuando se añadió un bloque de madera para el marco, τ no varió sistemáticamente a través de las primera 10 oscilaciones (panel derecho).
Sensibilidad del momento de inercia de periodo de oscilación
t "> Debido a que los resultados del experimento 1 sugieren nuestras estimaciones del momento de un objeto de inercia se sobreestiman constantemente y los resultados del experimento 2 sugieren que τ de la trama se reduce durante los primeros 10 oscilaciones, se realizó un análisis de sensibilidad para determinar el mejor método para cuantificar . τ para el marco sólo los ensayos y el marco más ensayos de objeto (tabla 4) τ es directamente proporcional al momento de inercia de un objeto:
(A.2)
donde el eje I es el momento de inercia con respecto al eje de oscilación, m es la masa del sistema, g es la aceleración debida a la gravedad, y d es la distancia entre el eje de oscilación y el centro de masa del sistema. Por lo tanto, si τ disminuye, también lo hace el eje I porque m, g, y d son constantes dentro de un ensayo dado. Como nos ESTIaparearse el momento de inercia de un objeto como:
I obj = I + obj marco – Si rame (A.3)
subestimar el momento de inercia de la trama (trama I) producirá un mayor momento de inercia estimación para el objeto (OBJ I), que es consistente con nuestras estimaciones en el experimento 1. Figura 6 muestra τ de experimento 1 tanto para sólo el marco ensayos y el marco, más ensayos de objeto para el objeto más ligero y objeto más pesado. Esta cifra pone de manifiesto que para los objetos más pesados (por ejemplo, por debajo de la prótesis de rodilla) no hay una disminución evidente en τ durante los primeros 10 oscilaciones, pero para los objetos ligeros, hay una disminución sistemática leve en τ.
Tabla 4. Comparación de loscuatro métodos diferentes para determinar el período de oscilación. El objeto utilizado en este análisis fue el cm bloque de madera tratada a 9 x 9 x 61. Condición C produce la mejor estimación del momento del objeto de inercia cuando se compara con una estimación teórica alternativa basada en la masa del objeto y la geometría. Haga clic aquí para obtener una vista ampliada de la tabla. Notas: Definiciones de variables son las mismas que el Cuadro 3 Estado. A: t_frame y t_object se calcularon como el período promedio de oscilación de 10 oscilaciones consecutivas a través de 3 ensayos Condición B:. t_frame y t_object se calcula como la media del primer período de la oscilación a través de 3 ensayos separados Condición C:. t_frame se determinó como en la Condición B; t_object se determinó como en la Condición A. Condición D: t_frame se determinó como enCondición A; t_object se determinó como en la Condición B.
Figura 6. Los períodos de oscilación de los objetos más pesados y más ligeros. Los paneles de la izquierda muestran los primeros 10 períodos de oscilación de tres ensayos para sólo el marco y los paneles de la derecha muestran la misma para el marco, más ensayos de objetos. Como en el experimento 2, hay una disminución sistemática en τ lo largo de los primeros 10 oscilaciones cuando se hace oscilar sólo el marco. Cuando el objeto pesado se hizo oscilar (m = 2,797 kg), no hubo una disminución sistemática en τ. Sin embargo, se observó una ligera disminución en τ cuando se hizo oscilar el objeto luminoso (m = 0,716 kg). Típica masa prótesis debajo de la rodilla se ha informado de rango de 1.2 a 2.1 kg 20,21. Por lo tanto, incluso para las prótesis más ligeras, τ no debeexhibir una disminución sustancial en los primeros 10 oscilaciones.
Conclusión
Cuando se hace oscilar el marco de aluminio solo, el periodo de oscilación se determina como la media de la primera oscilación de 10 ensayos de oscilación. Cuando se hacen oscilar el marco y la prótesis de aluminio, el periodo de oscilación se determina como la media de 30 oscilaciones (3 ensayos, 10 oscilaciones consecutivos dentro de cada ensayo).
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Se proporcionó financiación de las Sociedades Americanas e Internacionales de Biomecánica para este estudio.
Materials
| Oscillation Rack & Reaction Board | Custom Built | Outer cage made from 80/20 aluminum, inner cage from various thicknesses of solid of aluminum. | |
| Laboratory scale | |||
| NI LabView | National Instruments | Software for recording TTL pulses from infrared photocell. | |
| BNC-1050 | National Instruments | BNC Breakout box with direct pin connections to the data acquisition card | |
| MATLAB | Mathworks Inc. | Software for processing oscillation and reaction board data to predict inertial properties of prosthesis. |
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