Este protocolo introduz um membro robótico supernumerário vestível flexível adaptado para auxiliar na reabilitação dos dedos para pacientes com AVC. O projeto incorpora um sensor de flexão para facilitar a interação perfeita entre humanos e robôs. A validação por meio de experimentos envolvendo voluntários saudáveis e pacientes com AVC ressalta a eficácia e a confiabilidade do estudo proposto.
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Artigo de método
Um membro robótico supernumerário vestível flexível para pacientes com AVC crônico
Neste artigo
Resumo
Resumo
Neste estudo, apresentamos um membro robótico supernumerário vestível flexível que ajuda pacientes com AVC crônico com movimentos de reabilitação e preensão dos dedos. O design deste membro inovador inspira-se na flexão dos músculos pneumáticos e nas características únicas da ponta da tromba de um elefante. Ele coloca uma forte ênfase em fatores cruciais, como construção leve, segurança, conformidade, impermeabilização e obtenção de uma alta relação peso/pressão. A estrutura proposta permite que o membro robótico realize tanto a preensão do envelope quanto a ponta do dedo. A interação humano-robô é facilitada através de um sensor de flexão flexível, detectando os movimentos dos dedos do usuário e conectando-os ao controle de movimento por meio de um método de segmentação de limiar. Além disso, o sistema é portátil para uso diário versátil. Para validar a eficácia dessa inovação, experimentos do mundo real envolvendo seis pacientes com AVC crônico e três voluntários saudáveis foram realizados. O feedback recebido por meio de questionários indica que o mecanismo projetado é uma imensa promessa na assistência a pacientes com AVC crônico com suas atividades diárias de preensão, potencialmente melhorando sua qualidade de vida e resultados de reabilitação.
Introdução
De acordo com pesquisas anteriores1, em 2019, havia mais de 100 milhões de casos de AVC em todo o mundo. Aproximadamente dois terços desses casos resultaram em sequelas hemiplégicas, e mais de 80% dos pacientes com AVC hemiplégico grave não conseguiram recuperar totalmente a função da mão e do braço2. Além disso, espera-se que o envelhecimento populacional continue crescendo nas próximas décadas, levando a um aumento significativo no número de potenciais vítimas de AVC. Os comprometimentos persistentes dos membros superiores após um AVC podem afetar significativamente as atividades de vida diária (A....
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Protocolo
Este protocolo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Foram selecionados como participantes pacientes com distúrbios funcionais dos membros superiores que preenchiam os critérios diagnósticos e estavam em tratamento no ambulatório e nas unidades de internação do departamento de reabilitação do hospital autor. A recuperação da função motora dos pacientes foi avaliada de acordo com os estágios de recuperação de Brunnstrom21, e os pacientes nos estágios 3-5 foram escolhidos para participar dos experimentos. Consentimento informado foi obtido dos pacientes que part....
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Resultados
Experimentos de força de saída
A Figura 7 ilustra vividamente o projeto estrutural e as dimensões de nosso atuador, fornecendo uma ilustração transversal. Este atuador é composto por dois conjuntos distintos de câmaras, cada um contendo cinco câmaras de ar elegantemente curvas. Notavelmente, no terminal do atuador, integramos engenhosamente uma estrutura saliente, que lembra a ponta da tromba de um elefante, expandindo significativamente o raio de preensão do atuador.
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Discussão
Este estudo apresenta um membro robótico supernumerário inovador, flexível e vestível, projetado para auxiliar pacientes com AVC crônico em tarefas de reabilitação e preensão dos dedos. Este sistema robótico prioriza a portabilidade e oferece funcionalidades de preensão de envelope e de apreensão na ponta do dedo. Ele incorpora um sensor de flexão flexível para controle de interação homem-máquina fácil de usar. Experimentos de preensão estática validam as capacidades de preensão do mecanismo projetado em dois modos de pr.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho é apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China sob Grant U1913207 e pelo Programa para Jovens de Fronteira Acadêmica do HUST. Os autores agradecem o apoio dessas fundações.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Compressor de Ar | Xinweicheng | F35L-JJ-24V | Fornece suprimento de ar para o prendedor pneumático |
| Arduino | Emakefun | Mega 2560 | Microcomputador de chip único / cartão de aquisição de dados |
| Mochila | Mujin | Integrando dispositivos externos | |
| Sensor Flex | Spectra Symbol | Flex Sensor 2.2 | Sensores de flexão flexíveis |
| Fonte de alimentação | Yisenneng | YSN-37019200 | Fornecer energia |
| Conector de plugue rápido de PU | Elecall | PU-6 | Conector para PU tubo |
| Tubo PU | Baishehui | ZDmJKJJy | Conexão da linha de ar |
| Elastômero de silicone | Wacker | ELASTOSIL M4601 A/B | Material da pinça pneumática |
| Câmara termostática | Ruyi | 101-00A | Temperatura constante para acelerar a cura do silicone |
| Secador a vácuo | Fujiwara | PC-3 | Mais antiespumante |
| Mistura a vácuo e máquina de desgaseificação | Smida | TMV-200T | Misture bem o silicone e desespume-o |
| Válvula | SMC | NTV1030-312CL | Controle a pressão do ar |
Referências
- Feigin, V. L., et al. Global, regional, and national burden of stroke and its risk factors, 1990-2019: A systematic analysis for the global burden of disease study 2019. The Lancet Neurology. 20 (10), 795-820 (2021).
- Nakayma, H., Jørgensen, H. S., Raaschou, H. O., Olsen, T. S.
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Reimpressões e permissões
