입유각기의 전환이 가능한 기계식 유압 대퇴의지 개발 및 평가 (Development of mechanical hydraulic knee prosthesis capable of switching between the stance and swing phase)

서지정보

· 발행기관 : 한국재활복지공학회
· 수록지 정보 : 재활복지공학회논문지 / 15권 / 1호 / 1 ~ 12페이지
· 저자명 : 박진국, 정성윤, 권칠용, 박세훈, 신현준

초록

최근의 대퇴절단환자용 유압의지는 입각기 단계의 체중부하에 따른 무릎굴곡에 대한 안정성을 제공하고 유각기 단계의 자연스러운 무릎 굴곡을 제공하기 위하여 무릎 굴곡 저항을 실시간으로 조절해 주는 가변 댐핑형 방식을 적용하고 있다. 가변 댐핑형 대퇴의지는 전자식과 기계식이 있으며, 전자식은 센서 및 전동노즐을 통한 유체저항력의 빠른 전환이 용이하나 배터리를 사용하기 때문에 사용시간의 문제를 갖고 있다. 기계식의 경우 단순 브레이크 기능을 가진 제품이 주로 개발되고 있지만, 유압-기구적인 메카니즘의 개선을 통해 기계식으로도 사용시간의 제한이 없는 가변 댐핑형 의지를 개발하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 유압-기구 제어방식의 대퇴의지 개발에 있어서 보행 주기 동안 입각기에서 유각기 전환이 가능한 대퇴의지를 분석하여 시제품을 제작하였으며, 제작된 유압실린더의 노즐조절 및 속도에 따른 기능별 유체 댐핑 특성을 측정하였고, 제품성을 위한 유압실린더의 실링 내구성 및 정적 내구성 시험을 수행하였다. 또한 제작된 대퇴의지의 기능 검증을 위하여 단기적인 임상보행을 통하여 안정성을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 기계식 유압 대퇴의지는 추후 장기적인 내구성이 확보된다면 배터리가 필요한 전자식 MPK 의지의 기능을 대체할 수 있을 것이다.

영어초록

Recently commercial hydraulic prosthetic knee have been applied a method of adjusting knee flexion resistance in real time in order to maintain stability against knee flexion according to weight load in stance phase and to provide natural knee flexion in the swing phase phase. These variable damping prosthetic knee are divided into electronic and mechanical types. The electronic type has the advantage of being able to quickly change the fluid resistance through a sensor and an electric nozzle, but there is a problem that the use time is limited due to the battery. In the case of the mechanical type, if the hydraulic mechanism is improved, it can be developed so that the use time is not limited while implementing functions similar to the electronic type. In this study, we developed a knee prosthesis capable of mechanically switching from stance phase to swing phase during the gait cycle. The fluid damping characteristics for each function according to nozzle control and speed of the developed hydraulic cylinder were measured, and sealing durability and static durability tests of the hydraulic cylinder for productability were performed. In addition, a simple clinical trial was performed to verify the feasibility of the developed knee prosthesis. The hydraulic knee prosthesis developed through this study is expected to be able to replace the electronic MPK knee prosthesis that requires a battery if long-term durability is ensured.

참고자료

· 없음