論文の概要: Proximal powered knee placement: a case study

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17502v1
• Date: Thu, 19 Feb 2026 16:16:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.577296
• Title: Proximal powered knee placement: a case study
• Title（参考訳）: 人工膝関節置換術を施行した1症例
• Authors: Kyle R. Embry, Lorenzo Vianello, Jim Lipsey, Frank Ursetta, Michael Stephens, Zhi Wang, Ann M. Simon, Andrea J. Ikeda, Suzanne B. Finucane, Shawana Anarwala, Levi J. Hargrove,
• Abstract要約: 下肢切断は世界中の数百万人に影響を与え、運動能力の低下、歩行速度の低下、日常生活や社会活動への参加が制限される。 パワード人工膝は、膝関節のトルクを積極的に支援し、歩行対称性を改善し、立位から立位への遷移と歩行速度を改善することで、部分的に移動性を取り戻すことができる。 動力成分から添加された質量はこれらの利点を減らし、歩行力学に悪影響を及ぼし代謝コストが増加する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7246898598611846
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Lower limb amputation affects millions worldwide, leading to impaired mobility, reduced walking speed, and limited participation in daily and social activities. Powered prosthetic knees can partially restore mobility by actively assisting knee joint torque, improving gait symmetry, sit-to-stand transitions, and walking speed. However, added mass from powered components may diminish these benefits, negatively affecting gait mechanics and increasing metabolic cost. Consequently, optimizing mass distribution, rather than simply minimizing total mass, may provide a more effective and practical solution. In this exploratory study, we evaluated the feasibility of above-knee powertrain placement for a powered prosthetic knee in a small cohort. Compared to below-knee placement, the above-knee configuration demonstrated improved walking speed (+9.2% for one participant) and cadence (+3.6%), with mixed effects on gait symmetry. Kinematic measures indicated similar knee range of motion and peak velocity across configurations. Additional testing on ramps and stairs confirmed the robustness of the control strategy across multiple locomotion tasks. These preliminary findings suggest that above-knee placement is functionally feasible and that careful mass distribution can preserve the benefits of powered assistance while mitigating adverse effects of added weight. Further studies are needed to confirm these trends and guide design and clinical recommendations.
• Abstract（参考訳）: 下肢切断は世界中の数百万人に影響を与え、運動能力の低下、歩行速度の低下、日常生活や社会活動への参加が制限される。 パワード人工膝は、膝関節のトルクを積極的に支援し、歩行対称性を改善し、立位から立位への遷移と歩行速度を改善することで、部分的に移動性を取り戻すことができる。 しかし、動力成分からの付加質量はこれらの利点を減少させ、歩行力学に悪影響を及ぼし代謝コストが増大する可能性がある。 したがって、総質量を最小化するのではなく、質量分布を最適化することで、より効果的で実用的な解が得られる。 本研究は,小型コホートにおける人工膝関節上肢のパワートレイン配置の可能性について検討した。 下膝の配置と比較すると、上膝の形状は歩行速度(被験者1人に対して+9.2%)とケイデンス(+3.6%)を改善し、歩行対称性に混ざった効果を示した。 運動測定では, 膝の運動域と最大速度が同じであった。 ランプと階段のさらなる試験により、複数の移動作業における制御戦略の堅牢性が確認された。 これらの予備的な知見は, 上膝の配置が機能的に実現可能であり, 注意質量分布は, 加重による副作用を軽減しつつ, 動力補助の利点を保ちうることを示唆している。 これらの傾向を確認し、設計と臨床レコメンデーションをガイドするためには、さらなる研究が必要である。

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