Una extremidad robótica supernumeraria portátil y flexible para pacientes con accidente cerebrovascular crónico

Resumen

Este protocolo presenta una extremidad robótica supernumeraria portátil y flexible diseñada para ayudar en la rehabilitación de los dedos de los pacientes con accidente cerebrovascular. El diseño incorpora un sensor de flexión para facilitar la interacción fluida entre humanos y robots. La validación a través de experimentos con voluntarios sanos y pacientes con accidente cerebrovascular subraya la eficacia y fiabilidad del estudio propuesto.

Resumen

En este estudio, presentamos una extremidad robótica supernumeraria portátil flexible que ayuda a los pacientes con accidente cerebrovascular crónico con la rehabilitación de los dedos y los movimientos de agarre. El diseño de esta innovadora extremidad se inspira en la flexión de los músculos neumáticos y en las características únicas de la punta de la trompa de un elefante. Pone un fuerte énfasis en factores cruciales como la construcción liviana, la seguridad, el cumplimiento, la impermeabilidad y el logro de una alta relación rendimiento-peso/presión. La estructura propuesta permite que la extremidad robótica realice tanto el agarre de la envoltura como la punta de los dedos. La interacción humano-robot se facilita a través de un sensor de flexión flexible, que detecta los movimientos de los dedos del usuario y los conecta al control de movimiento a través de un método de segmentación de umbral. Además, el sistema es portátil para un uso diario versátil. Para validar la eficacia de esta innovación, se llevaron a cabo experimentos en el mundo real en los que participaron seis pacientes con ictus crónico y tres voluntarios sanos. Los comentarios recibidos a través de cuestionarios indican que el mecanismo diseñado es muy prometedor para ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular crónico con sus actividades diarias de agarre, lo que podría mejorar su calidad de vida y los resultados de la rehabilitación.

Introducción

Según investigaciones anteriores¹, en 2019 se registraron más de 100 millones de casos de accidente cerebrovascular en todo el mundo. Aproximadamente dos tercios de estos casos resultaron en secuelas hemipléjicas, y más del 80% de los pacientes con accidente cerebrovascular hemipléjico grave no pudieron recuperar completamente la función de la mano y el brazo². Además, se espera que el envejecimiento de la población siga creciendo en las próximas décadas, lo que conducirá a un aumento significativo en el número de posibles víctimas de accidentes cerebrovasculares. Las deficiencias persistentes de la....

Protocolo

Este protocolo ha sido aprobado por la Junta de Revisión de Ética del Hospital Union, Facultad de Medicina de Tongji, Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong. Se seleccionaron como participantes pacientes con trastornos funcionales de miembros superiores que cumplían los criterios diagnósticos y recibían tratamiento en las unidades de consulta externa y hospitalización del departamento de rehabilitación del hospital del autor. La recuperación de la función motora de los pacientes se evaluó de acuerdo con las etapas de recuperación de Brunnstrom²¹, y los pacientes en las etapas 3-5 fueron elegidos para participar en los experimentos. Se ....

Resultados

Experimentos de fuerza de salida
La Figura 7 muestra vívidamente el diseño estructural y las dimensiones de nuestro actuador, proporcionando una ilustración de la sección transversal. Este actuador consta de dos conjuntos distintos de cámaras, cada una de las cuales contiene cinco cámaras de aire elegantemente curvadas. Sorprendentemente, en el extremo del actuador, hemos integrado ingeniosamente una estructura que sobresale, que recuerda a la punta de la trompa de un ele.......

Discusión

Este estudio presenta una extremidad robótica supernumeraria innovadora, flexible y portátil diseñada para ayudar a los pacientes con accidente cerebrovascular crónico en la rehabilitación de los dedos y en las tareas de agarre. Este sistema robótico prioriza la portabilidad y ofrece funcionalidades de agarre de envolvente y agarre con la punta de los dedos. Incorpora un sensor de flexión flexible para un control de la interacción hombre-máquina fácil de usar. Los experimentos de agarre estático validan las capacidades d.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Compresor de aire	Xinweicheng	F35L-JJ-24V	Proporcionar suministro de aire para la pinza neumática
Arduino	Emakefun	Mega 2560	Microordenador de un solo chip/tarjeta de adquisición de datos
Mochila	Mujin		Integración de dispositivos externos
Flex Sensor	Spectra Symbol	Flex Sensor 2.2	Sensores de flexión flexibles
Fuente de alimentación	Yisenneng	YSN-37019200	Proporcionar alimentación
Conector de enchufe rápido de PU	Elecall	PU-6	Conector para PU tubo
tubo de PU	Baishehui	ZDmJKJJy	Conexión de la línea de aire
Elastómero de silicona	Wacker	ELASTOSIL M4601 A/B	Material de la pinza neumática
Cámara termostática	Ruyi	101-00A	Temperatura constante para acelerar el curado de la silicona Secador de
vacío	Fujiwara	PC-3	Mayor antiespumante
Mezcla al vacío y máquina de desgasificación	Smida	TMV-200T	Mezcle bien la silicona y consígala desespumada
Válvula	SMC	NTV1030-312CL	Controle la presión del aire