en English is Íslenska

Thesis (Master's)

Reykjavík University > Tæknisvið / School of Technology > Med/MPM/MSc Tækni- og verkfræðideild (-2019) / School of Science and Engineering >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1946/22318

Title: 
  • EMG as a Control Parameter In Lower Limb Prosthetics: Surface Vs. Implanted Electrodes
Degree: 
  • Master's
Abstract: 
  • Human locomotion is controlled by complex neurological patterns. These patterns activate and synchronise the musculoskeletal system to enable efficient and graceful ambulation. A limb amputation results in a partial loss of the complex structure needed for human locomotion. Various prosthetic devices have been created as substitutes, however they have simply been unable to match the human nervous systems ability to move and orient the body in a smooth, efficient and intuitive manner. It is therefore logical to utilize the existing control of the nervous system and capitalise upon its enormous ability. Myoelectric sensors are one method of achieving that by providing the prosthesis with information about the amputees’ intentions through voluntary and involuntary control. The feasibility of using myoelectric signals, recorded with surface and implanted myoelectric sensors, for the control of a lower limb prosthesis was examined in this thesis. The pros and cons of the two recording methods were discussed and their potential to provide a viable control signals was examined. Additionally, pattern recognition algorithms were implemented to determine various phases during walking, stair descent and sitting/standing. The results show that a viable control signal can be recorded with the sensors. Furthermore, the signals could be used to increase the classification accuracy of existing prosthetic control schemes. However, the quality and robustness of the signals recorded with the implanted sensors far exceed those of the surface signals. In conclusion myoelectric control has a significant role in the next generation of lower limb prosthetics despite the challenges discussed in this thesis.

  • Abstract is in Icelandic

    Þessi ritgerð fjallar um notkun vöðvarafboða, sem tekin eru upp með ígræddum og yfirborðs- rafskautum, til stýringar á rafknúnum gervifótum. Hreyfistjórn mannslíkamans er margslungið kerfi sem býður upp á aðlögunarríka, sérhæfða og margbreytilega hreyfimöguleika. Við aflimun neðri útlima skerðist hluti þessa kerfis sem heftir daglegt líf einstaklingsins. Þrátt fyrir tækni nútímans hefur ekki enn tekist að endurskapa þá hreyfistýringu sem líkaminn býr yfir. Með því að búa til notendaviðmót milli manns og vélar, í gegnum vöðvarafboðsmerki, væri hægt að nýta þá stýringu sem miðtaugakerfi líkamans býr núþegar yfir.
    Vöðvarafboð voru tekin upp frá vöðvum transfemoral aflimaðans einstaklings, þ.e. þegar aflimun á sér stað í gegnum lærlegginn, við göngu á göngubretti, göngu niður stiga og setjast niður og standa upp hreyfingu. Einnig voru tvö gervigreindarforrit notuð til að kanna hvort hægt væri að greina stýringu notandans með mynsturgreiningu á vöðvarafboðs merkjunum.
    Niðurstöðurnar sýndu að hægt væri að nota vöðvarafboð til þess að bæta stýringu gervifóta í ákveðnum tilfellum. Þó er ekki hægt að nota merkin ein og sér til stýringar fyrr en hægt er að sýna framá langtíma stöðugleika þeirra. Þegar upptökuaðferðirnar tvær voru bornar saman kom í ljós að gæði merkja ígræddu vöðvarafboðsnemunum voru mun betri og stöðugri en merki yfirborðsrafboðanna. Þrátt fyrir að ekki hafi en tekist að koma vöðvarafstýrðum gervifótum á markaðinn er óhætt að segja að framtíðar stýring gervifóta byggist að miklu leiti á tengingu þeirra við taugakerfi mannsins.

Accepted: 
  • Jul 1, 2015
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/22318


Files in This Item:
Filename Size VisibilityDescriptionFormat 
EMG as a Control Parameter in Lower Limb Prosthetics Surface Vs Implanted Electrodes.pdf8.06 MBLocked Until...2020/06/15PDF