Robotic Espelho Sistema de Terapia de recuperação funcional de hemiplégicos Braços
Summary
Nós desenvolvemos um sistema de espelho robô em tempo real para a recuperação funcional dos braços hemiplégicos utilizando tecnologia de controle automático, realizaram um estudo clínico em indivíduos saudáveis, e as tarefas determinadas por meio de feedback de médicos de reabilitação. Esta simples robô espelho pode ser aplicada de forma eficaz para a terapia ocupacional em pacientes com AVC com um braço hemiplégico.
Abstract
A terapia do espelho foi realizada como terapia ocupacional eficaz em um ambiente clínico para a recuperação funcional de um braço hemiplégico após acidente vascular cerebral. É realizado por indução de uma ilusão através da utilização de um espelho como se o braço hemiplegia está em movimento em tempo real enquanto se move o braço saudável. Pode facilitar neuroplasticidade cérebro através da activação do córtex sensorimotor. No entanto, a terapia convencional espelho tem uma limitação crítica na medida em que o braço de hemiplegia não está realmente em movimento. Assim, desenvolveu-se um sistema de dois eixos espelho robô em tempo real como um módulo simples complemento para terapia espelho convencional, utilizando um mecanismo de realimentação fechada, que permite o movimento em tempo real do braço hemiplegia. Usamos 3 atitude e de rumo sensores sistema de referência, motores DC sem escovas 2 para o cotovelo e articulações do punho e quadros exoesqueléticas. Em um estudo de viabilidade em 6 indivíduos saudáveis, a terapia do espelho robótico era seguro e viável. Nós ainda seleccionadas tarefas úteis para atividades de daily formação através de feedback dos médicos de reabilitação vivo. Um paciente de derrame crônica apresentaram melhora na escala de avaliação de Fugl-Meyer eo cotovelo espasticidade flexor após uma aplicação de 2 semanas do sistema de espelho robô. terapia espelho robótico pode aumentar a entrada proprioceptiva para o córtex sensorial, que é considerada como sendo importante na neuroplasticidade e a recuperação funcional de braços hemiplégicas. O sistema de espelho robô aqui apresentadas podem ser facilmente desenvolvidos e utilizados de forma eficaz para avançar terapia ocupacional.
Introduction
Para os pacientes com acidente vascular cerebral, disfunção de um braço hemiplégico tem debilitante efeito. A capacidade de realizar atividades bimanuais é essencial para a vida diária, mas déficit funcional de um braço hemiplégico muitas vezes permanece até poucos anos após o início do acidente vascular cerebral. Entre os vários programas de formação no hospital, um exercício para aumentar a amplitude de movimento ou repetição passiva de tarefas simples têm pouco efeito sobre a recuperação funcional de um braço hemiplégico. Por esta razão, a formação de tarefas significativas relacionadas com as actividades da vida diária (AVD) tem sido aplicada à terapia ocupacional em hospitais.
Os efeitos da terapia de espelho foram comprovadas por estudos anteriores em neurorehabilitation 1-4. Espelho terapia é realizada por indução de uma ilusão através da utilização de um espelho como se o braço hemiplegia está em movimento em tempo real enquanto se move o braço saudável. Pode facilitar neuroplasticidade cérebro por activação do córtex sensorimotor 1. Assim, motopotência e a função do braço de hemiplegia R pode ser melhorada. No entanto, a terapia convencional espelho tem uma limitação crítica na medida em que o braço de hemiplegia não está realmente em movimento.
Por isso, desenvolvemos um 2 eixos sistema de espelho robô em tempo real como um simples módulo add-on para a terapia do espelho convencional, usando mecanismo de feedback fechado. Isto pode transmitir entrada proprioceptiva para o córtex sensorial, que é considerada importante na neuroplasticidade e a recuperação funcional de um braço hemiplegia (Figuras 1 e 2) 5-7.
Protocol
Representative Results
Discussion
O objetivo principal deste estudo foi desenvolver um sistema de espelho robô em tempo real para a recuperação funcional de um braço hemiplégico usando um algoritmo de controle automático. O efeito da terapia assistida por robô em recuperação a longo prazo do comprometimento dos membros superiores após AVC foi revelado benéfica em estudos anteriores 12, e vários tipos de robôs de braço foram introduzidas 13-20. No entanto, estudos anteriores de robôs extremidade superior que realizado…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo cérebro Programa Fusão de Seoul National University (800-20120444) e do Programa de Iniciativas de Pesquisa Interdisciplinar da Faculdade de Engenharia e Faculdade de Medicina da Universidade Nacional de Seul (800-20150090).
Materials
| LabVIEW | National Instruments | System design software | |
| 24V power supply | XP Power | MHP1000PS24 24V | Any 24V power supply should do |
| AHRS sensor receiver | E2box | EBRF24GRCV | |
| AHRS sensors | E2box | EBIMU-9DOFV2 | You will need total 3 sensors. Any AHRS sensors will do |
| EC90 flat motor module | Maxon | 323772 + 223094 + 453231 | Any geared motor with higher than 30Nm should do. (For our custom machined parts, you will need these particular flat motor and gear module, but the gear ratio and encoder may vary) |
| EC45 flat motor module | Maxon | 397172 | Any geared motor with higher than 10Nm should do (For our custom machined parts, you should use the same gear module but the gear ratio, motor, and encoder may vary) |
| EPOS2 70/10 controller | Maxon | 375711 | This can be replaced with EPOS 24/5 controller |
| EPOS2 24/5 controller | Maxon | 367676 | |
| Connector and cable set | Maxon | 381405 + 384915 + 275934 + 354045 | You can also make these cables. Connectors and corresponding wire info can be found in "300583-Hardware-Reference-En.pdf" and "300583-Cable-Starting-Set-En.pdf" |
| Coupling- Oldham, Set Screw Type | Misumi | MCORK30-10-12 | Type may vary |
| Coupling- High Rigidity, Oldham, Set Screw Type |
Misumi | MCOGRK34-12-12 | Type may vary |
| Shaft Collars | Misumi | SCWDM10-B | You will need 4 sets |
| Shaft Collars | Misumi | SDBJ10-8 | You will need 2 sets |
| Precision Linear Shaft | Misumi | PSSFG10-200 | Any straight 10mm diameter shaft with at least 200mm length should do |
| Bearings with housings | Misumi | BGRAB6801ZZ | |
| Elbow motor force dispersion shaft | custom machined | 3D CAD | |
| Lower elbow support | custom machined | Part Drawings | |
| Elbow rooftop frame | custom machined | Part Drawings | |
| Support wall | custom machined | Part Drawings | You will need 2 frames. |
| Elbow coupling hollow cylinder cover | custom machined | Part Drawings | |
| Wrist motor force dispersion shaft | custom machined | Part Drawings | |
| Wrist rooftop frame | custom machined | Part Drawings | |
| Upper wrist coupling hollow cylinder cover | custom machined | Part Drawings | |
| Lower wrist coupling hollow cylinder cover | custom machined | Part Drawings | |
| Joint movement limiter | custom machined | Part Drawings | |
| Handle | 3D printed | Part Drawings | |
| Upper elbow support | 3D printed | Part Drawings | |
| Friction reduction ring | 3D printed | Part Drawings | |
| Acrylic mirror | custom laser cutting | Part Drawings | |
| Task table | custom machined | Part Drawings | |
| Silicone sponge | |||
| DOF limiter | 3D printed | Part Drawings | |
| DOF limiter lid | 3D printed | Part Drawings | |
| Healthyarm handle | 3D printed | Part Drawings | |
| Ball rollers – Press fit | Misumi | BCHA18 | |
| Goalpost | 3D printed | Part Drawings | |
| Circle trace | 3D printed | Part Drawings | |
| Angled assist | 3D printed | Part Drawings | Optional |
| Curved assist | 3D printed | Part Drawings | Optional |
| Plain assist | 3D printed | Part Drawings | Optional |
| Task board | custom laser cutting | Part Drawings |
Riferimenti
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