바이매뉴얼 외골격 로봇 핸드를 이용한 새로운 과제 지향 재활 프로그램 개발

Summary

이 연구는 손 재활을위한 새로운 로봇 보조 작업 지향 프로그램의 개발을보고합니다. 발달 과정은 뇌졸중을 앓고 후속 운동 제어 기능 장애로 고통받는 건강한 과목과 피험자 모두를 사용하는 실험으로 구성됩니다.

Abstract

로봇 보조 손은 특히 모터 제어의 손실을 가진 뇌졸중 환자에 대한 손상 된 상두 기능 환자의 재활에 사용됩니다. 그러나, 기존의 직업 훈련 전략이 재활 로봇의 사용에 어떻게 적용 될 수 있는지 불분명하다. 새로운 로봇 기술과 직업 치료 개념은 장애가있는 팔다리 기능을 가진 환자가 다양한 꼬집기 및 잡기 기능을 통해 영향을받는 손을 사용하여 물체를 파악할 수있는 프로토콜을 개발하는 데 사용됩니다. 이를 적절히 수행하기 위해 페그, 직사각형 큐브, 큐브, 공 및 원통형 막대의 다섯 가지 유형의 개체를 사용했습니다. 또한 피험자의 영향을 받는 손에 장착된 외골격 손인 로봇 핸드인 미러 핸드(Mirror Hand)를장착하고 영향을 받지 않는 손에 장착된 센서 장갑의 움직임을 따릅니다(양수동 운동 훈련(BMT). 이 연구는 두 단계가 있었다. 3명의 건강한 과목이 먼저 모집되어 교육 프로그램의 타당성과 수용성을 테스트했습니다. 뇌졸중으로 인한 손 기능 장애를 가진 3명의 환자를 모집하여 3일 연속으로 실시된 훈련 프로그램의 타당성과 수용성을 확인했습니다. 매일 환자는 수동적인 동작 범위에서 5분 동안, 5분 동안 로봇 보조 바이매뉴얼 운동, 5개의 물체를 이용한 작업 지향 훈련 을 모니터링했다. 그 결과 로봇 손과 함께 뇌졸중을 겪은 건강한 피험자와 피험자 모두 물체를 성공적으로 파악할 수 있는 것으로 나타났습니다. 건강한 과목과 뇌졸중을 겪은 사람들은 모두 타당성과 수용성 측면에서 로봇 보조 작업 지향 교육 프로그램과 잘 수행되었습니다.

Introduction

대부분 (80%) 뇌졸중 환자는 손에 적자를 경험하고 일상 생활^1에관련된 독립적으로 수동 작업을 수행하는 데 어려움이 있다. 그러나 수동 작업의 복잡한 특성은 손 재활 을위한 작업 지향 교육 프로그램을 설계하는 것이 중요하다는 것을^의미2. 최근 몇 년 동안 손 재활^3,4를4위해 많은 로봇 장치가 개발되었지만 로봇 장치에서 지원하는 교육 프로토콜은 거의 없기 때문에 환자가 실제 물체와 상호 작용할 수 있습니다. 뇌졸중으로 인한 손 기능 장애를 경험하는 환자를 위해 로봇 장치를 사용하여 손 기능 재활을위한 작업 지향 교육 프로그램을 어떻게 적용 할 수 있는지 정확히 불분명합니다.

작업 지향 훈련은 손 기능을 향상시키기 위해^사용5,,6 뇌졸중으로 인한 상지 기능 장애에 대한 재활에 일반적으로 적용됩니다. 그것은 신경 가소성을 증가 하는 데 사용 하 고 매우 개별 신경 적자 및 기능 요구에 의존^7. 그러나, 작업 지....

Protocol

교육 프로토콜 및 통보 된 동의 문서는 장궁 의료 재단의 기관 검토 위원회에 의해 검토되고 승인되었습니다. 연구 결과 및 절차의 세부 사항은 명확하게 각 주제에 설명되었다.

1. 건강한 성인 3명 모집

1. 다음과 같은 포함 기준을 사용하여 심사 과정을 수행: (1) 나이 20-60 세, (2) 이미 서명 된 동의, (3) 상반신에서 정상적인 기능, (4) 미니 정신 상태 검사 (MMSE) 점수 (MMSE) 점수 24.
2. 시험 1: 로봇 손 시스템을 착용하지 않고 물체를 조작합니다.
   1. 피사체에게 단단한 등과 팔걸이가 없는 의자에 똑바로 앉도록 지시한다. 테이블 앞에 피사체를 앉습니다. 피사체의 지배적이지 않은 면을 나란히 서라.
   2. 5 분 동안 설계 된 개체를 조작하는 방법을 주제를 가르친다. 페그를 데리러 팔마 예언, 직사각형 큐브를 데리러 측면 예언, 큐브를 데리러 세 가지 척, 공을 데리러 구형 손아귀, 원통형 막대를 데리러 원통형 손아귀를 포함한다.
      참고: 개체는 그림 1A에표시됩니다. 실험 용 설정은 도 1B에표시됩니다. 피험자는 각 개체에 대한 특정 이해 패턴을 배....

Results

이 연구에는 3명의 건강한 과목과 3명의 뇌졸중 후 과목을 포함하여 총 6명의 과목이 등록되었습니다. 두 그룹의 인구 통계 학적 데이터는 보충 표 1에표시됩니다. 건강한 그룹의 평균 연령은 28세(범위: 24-30)인 반면 환자 그룹의 평균 연령은 49세(40-57세)였습니다. 환자 그룹의 평균 평가 점수는 다음과 같습니다: (1) MMSE=27 (26-29), (2) FMA=11.3 (6-15), (3) MAS=1, (4) 브런스트롬 스테이지=2.

1단계에서는 건강한 군(n=3)의 피험자가 로봇 손시스템(보조표 2-6)의유무에 관계없이 모든 물체를 완벽하게 조작하였다. 도 4에도시된 바와 같이 로봇 손이 없는 3일 동안의 평균 성공률은 다음과 같습니다: peg=100±0% (평균 ±S.D.); 직사각형 큐브 =100±0%; 큐브 =100±0%; 볼 =100±0%, .......

Discussion

이 연구의 결과는 다음과 같은 것으로 나타났습니다: (1) 두 그룹은 로봇 손 시스템과 함께 제공된 물체를 성공적으로 파악할 수 있었다. 그들은 제안 된 로봇 지원 작업 지향 교육 프로그램의 타당성을 확인하는 거의 100 % 성공률로이 작업을 완료 할 수있었습니다. (2) 연구 기간 동안 부상이나 부작용에 대한 보고가 없었으며 모든 환자는 로봇 손 시스템이 물체를 조작하는 데 도움이 되었다고 보고했습니다. 이것은 로봇 손 시스템과 훈련 프로그램의 수용성을 확인했습니다.

이것은 실제^{물체8,,13,14와}상호 작용하는 양자 로봇 손 시스템을 사용하는 첫 번째 프로토콜이다.^, 손 기능에 따라 일상적인 활동은 복잡한^15,특히 바이매뉴얼 작업^{(12)은.......}

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Control Box	Rehabotics Medical Technology Corporation	HB01	컨트롤 박스에는 전원 공급 장치, 센서 장갑 신호 수신기, 모터 신호 송신기 및 외골격 손 모션 모드 선택 장치가 포함됩니다.
Exoskeletal Hand	Rehabotics Medical Technology Corporation	HS01	환자의 손가락을 움직이게 하는 웨어러블 장치이며 외부 모터와 기계 어셈블리에 의해 구동됩니다.
센서 장갑	Rehabotics Medical Technology Corporation	HM01	환자의 영향을 받지 않는 옆손에 착용합니다. 센서 장갑의 센서는 손의 구부러짐과 펴기를 감지하며, 이 데이터는 이중 수동 모드에서 외골격계 손을 제어하는 데 사용됩니다.