Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

وضعنا في الوقت الحقيقي نظام مرآة الروبوت لالانتعاش وظيفية من الأسلحة مفلوج باستخدام تكنولوجيا التحكم الآلي، وإجراء دراسة سريرية على الأصحاء، والمهام المحددة من خلال ردود الفعل من الأطباء إعادة التأهيل. هذه المرآة روبوت بسيط يمكن تطبيقها بشكل فعال في العلاج الوظيفي في مرضى السكتة الدماغية مع ذراع مفلوج.

Abstract

وقد تم تنفيذ العلاج مرآة كعلاج المهني الفعال في عملية إعداد سريرية للتعافي وظيفي للذراع مفلوج بعد السكتة الدماغية. ويجري ذلك من خلال إجبارهم على الوهم من خلال استخدام المرآة وكأن الذراع مفلوج يتحرك في الوقت الحقيقي أثناء تحريك الذراع صحي. ويمكن أن تسهل المرونة العصبية في الدماغ من خلال تفعيل القشرة الحسية. ومع ذلك، والعلاج مرآة التقليدية وجود قيود حاسما في أن الذراع مفلوج لا تتحرك في الواقع. وبالتالي، وضعنا في الوقت الحقيقي 2-محور نظام مرآة الروبوت وحدة نمطية بسيطة إضافة على لعلاج مرآة التقليدية باستخدام آلية التغذية المرتدة مغلقة، والتي تمكن الحركة في الوقت الحقيقي من الذراع مفلوج. كنا 3 موقف ومداخل أجهزة الاستشعار النظام المرجعي، 2 فرش العاصمة المحركات لالكوع والمفاصل المعصم، وإطارات خارج الهيكل. في دراسة جدوى حول 6 الأصحاء، كان العلاج مرآة الروبوتية آمنا وممكنا. اخترنا مزيد من المهام المفيدة للأنشطة دايلاي التدريب من خلال ردود الفعل من الأطباء تأهيل الحية. وأظهر السكتة الدماغية المريض المزمن التحسن في مقياس تقييم Fugl ماير والكوع التشنج المثنية بعد تطبيق 2-أسبوع من نظام مرآة الروبوت. العلاج مرآة الروبوتية قد يؤدي إلى تعزيز مساهمة المخصوص إلى القشرة الحسية، والتي تعتبر مهمة في المرونة العصبية والانتعاش وظيفية من الأسلحة مفلوج. نظام مرآة الروبوت المقدمة هنا يمكن تطويرها بسهولة والاستفادة منها بشكل فعال في دفع عجلة العلاج المهني.

Introduction

للمرضى الذين يعانون من السكتة الدماغية، وخلل في ذراع مفلوج قد يضعف تأثير. القدرة على أداء الأنشطة باليدين ضرورية للحياة اليومية، ولكن عجز وظيفي للذراع مفلوج غالبا ما يبقى حتى بضع سنوات بعد الإصابة بالسكتة الدماغية. ومن بين البرامج التدريبية المختلفة في المستشفى، تمرين لزيادة مدى الحركة أو التكرار السلبي من مهام بسيطة يكون لها أثر يذكر على الانتعاش وظيفية من ذراع مفلوج. لهذا السبب، وقد تم تطبيق التدريب من المهام ذات مغزى المتصلة بأنشطة الحياة اليومية (ADLS) إلى العلاج الوظيفي في المستشفيات.

وقد ثبت أن آثار العلاج مرآة من الدراسات السابقة في neurorehabilitation 1-4. ويجري علاج المرآة من خلال إجبارهم على الوهم من خلال استخدام المرآة وكأن الذراع مفلوج يتحرك في الوقت الحقيقي أثناء تحريك الذراع صحي. ويمكن أن تسهل المرونة العصبية في الدماغ عن طريق تفعيل الحسية القشرة 1. وهكذا، الدراجات الناريةويمكن تحسين قوة ص وظيفة الذراع مفلوج. ومع ذلك، والعلاج مرآة التقليدية وجود قيود حاسما في أن الذراع مفلوج لا تتحرك في الواقع.

لذلك، وضعنا في الوقت الحقيقي 2-محور نظام مرآة الروبوت وحدة نمطية بسيطة، إضافة إلى العلاج مرآة التقليدية، وذلك باستخدام آلية التغذية المرتدة مغلقة. هذا قد ينقل مدخلات المخصوص إلى القشرة الحسية، والتي تعتبر مهمة في المرونة العصبية والانتعاش وظيفية من ذراع مفلوج (الشكلان 1 و 2) 5-7.

Protocol

واستعرضت كافة الإجراءات والتي وافق عليها مجلس المراجعة المؤسسية من مستشفى جامعة سيول الوطنية.

1. المهام مرآة العلاج

  1. أمثلة من المهام 2-الأبعاد العلاج مرآة (الشكل 3)
    1. بحرية تحرك الذراع صحي في حين النظر في المرآة حوالي 5 دقائق لممارسة الاحماء.
      ملاحظة: يمكن للمرء استخدام المسرع بحيث يستطيع المريض ممارسة حركة الذراع صحي بطريقة إيقاعية.
    2. على الجانب الصحي، وسال لعابه ووضع الكرة الصغيرة في حفرة اختيار شبيه البلياردو لمدة 5 دقائق ( "الكرة في الثقوب" مهمة). سال لعابه ووضع الكرة الصغيرة إلى هدف مماثل لكرة القدم لمدة 5 دقائق ( "لعبة كرة القدم" مهمة).
    3. باستخدام ملصقات مرقمة وضعها على الطاولة، وتحريك مقبض على الجانب الصحي في الترتيب العددي والعودة في الاتجاه المعاكس ( "النقاط اقتفاء أثر" مهمة). كرر لمدة 5 دقائق.
    4. باستخدام أي كائن في الحياة اليومية مثل ميلانيصل، وذلك باستخدام مقبض على الجانب الصحي، يدفع به إلى مكان المختار ( "نقل كوب" مهمة). كرر لمدة 5 دقائق.

2. مكونات نظام روبوت مرآة

  1. إعدادات جهاز استشعار AHRS
    1. الحصول على 3 أجهزة الاستشعار AHRS المتاحة تجاريا.
      ملاحظة: تتكون أجهزة الاستشعار AHRS جهاز استشعار مغناطيسي، والتسارع، وأجهزة استشعار الدوران (المجموع 9 المحور).
    2. ربط أجهزة الاستشعار AHRS إلى جهاز كمبيوتر مع موصل USB.
    3. استخدام HyperTerminal أو غيرها من برامج الاتصالات لتكوين إعدادات استشعار العامة.
    4. لكل AHRS الاستشعار، والمقرر أن الاتصالات RS232 ومنفذ COM حدد. ثم، تعيين معدل الباود إلى 115200 بت لكل ثانية، بتات البيانات إلى 8، التماثل إلى لا شيء، ووقف بت إلى 1، والتحكم في التدفق إلى لا شيء.
      1. للتحقق من منفذ COM، انقر فوق زر الصفحة الرئيسية في أسفل الزاوية اليسرى. انقر بزر الماوس الأيمن على جهاز الكمبيوتر. ثم انقر فوق خصائص. انقر فوق إدارة الأجهزة. توسيع التبويب ميناء (LPT COM &) عن طريق النقر عليه.
    5. وبمجرد أن بالاتصالاتتم تأسيس unication، تعيين القناة إلى 100 وتعيين معرفات لكل جهاز استشعار.
      ملاحظة: بعض أجهزة الاستشعار قد تحتاج معايرة التسارع، جيروسكوب، والمغنطيسية قبل الاستخدام.
    6. تعيين تنسيق الإخراج كما كواتيرنيون ومجموعة أجهزة الاستشعار لعرض احتياطي البطارية.
      ملاحظة: يتم استخدام كواتيرنيون لتسريع الكمبيوتر وكذلك للقضاء على شخصياته قفل انحراف.
  2. ضبط السيارات العاصمة فرش
    1. إعداد 2 عالية الأداء محركات العاصمة فرش وأجهزة التحكم.
    2. لكل وحدة تحكم، قم بتوصيل كابل الطاقة إمدادات الطاقة. أيضا، قم بتوصيل كابل السيارات، وقاعة كابل الاستشعار، والكابلات التشفير إلى المحرك.
    3. توصيل كابل CAN-CAN إلى وحدة تحكم أخرى.
      يستخدم CANopen للاتصال بين الأجهزة: ملاحظة.
    4. مجموعة معرف عقدة لكل وحدة تحكم للتمييز بين الأجهزة.
    5. قم بتوصيل كبل USB إلى جهاز الكمبيوتر عن الشكل العام.
    6. التبديل على إمدادات الطاقة إلى السلطة حتى كنترولllers والمحركات.
    7. استخدام المحرك برامج التكوين نظام قدمت الشركة المصنعة لتكوين وضبط المحرك، وأجهزة الاستشعار قاعة، والتشفير.
      ملاحظة: زاوية يجب أن يتم تكوين حدود وموقف البيت لعملية آمنة.
  3. جمعية الإطار والمحركات
    ملاحظة: يسمى كل جزء حسب الطلب في علامة الاقتباس. يرجى الرجوع إلى جدول المواد والمعدات ومن الشكل 4 إلى الشكل 13.
    1. للمحرك المشترك الكوع، وضعت واحدة من الهيئات اقتران بمجرى مفتاح على رمح المحرك وضمان الحصول عليها باستخدام M5 مأخذ عرافة مجموعة المسمار (الشكل 4).
    2. تأمين "الكوع غطاء اقتران جوفاء اسطوانة" إلى المحرك الكوع باستخدام 4X M5 مقبس مسامير الرأس (10 ملم) ووضع جزء عازلة من وصلات (المتوسط ​​المنزلق جزئيا) على الجزء العلوي من الجسم اقتران التي كانت تعلق في خطوة 2.3.1 (الشكل 4).
    3. سد اضعا الكرة في "إطار السطح الكوع"وثبته مع 4x وM4 مسامير الرأس مقبس (8 ملم) (الشكل 5).
    4. سد "الكوع القوة المحركة تشتت رمح" الى "دعم الكوع السفلى" وضمان الحصول عليها مع 4x وM3 مسامير الرأس مقبس (6 ملم). ثم، ضع "دعم الكوع العلوي" على رأس "دعم الكوع السفلى" وضمان الحصول عليها باستخدام 8X M3 مقبس مسامير الرأس (12 ملم) (الشكل 6).
    5. وضع التجمع في الخطوة 2.3.4 على القمة، والتجميع في خطوة 2.3.3 في الوسط، والجزء الأخير من الجسم اقتران في القاع. تاريخ كل ذلك معا وتأمين الجسم اقتران مع M5 مأخذ عرافة مجموعة مسامير (10 ملم) (الشكل 7).
    6. التجمع الآمنة في الخطوة 2.3.5 والتجمع في خطوة 2.3.2 باستخدام 4X M5 مقبس مسامير الرأس (15 ملم) (الشكل 7). تدوير التجمع في الخطوة 2.3.2 لتأمين كل 4 نقاط.
    7. تأمين "انخفاض اقتران المعصم غطاء اسطوانة جوفاء" مع المحرك المعصم باستخدام 4X M4 مقبس مسامير الرأس (10 ملم). ثم، ضع واحد منالهيئات اقتران بمجرى مفتاح على رمح المحرك وضمان الحصول عليها باستخدام M4 مأخذ عرافة مجموعة مسامير. ثم، ضع الجزء عازلة للصلات على رأس الجسم اقتران (الشكل 8).
    8. نعلق "عصابة تخفيض الاحتكاك" على رأس "إطار السطح المعصم" مع الشريط على الوجهين أو أي نوع من المواد اللاصقة (الشكل 9).
    9. سد "المعصم القوة المحركة تشتت رمح" إلى "التعامل" وضمان الحصول عليها باستخدام 4X M2.5 المقبس رئيس مسامير (4 مم) (الشكل 10).
    10. وضع التجمع في الخطوة 2.3.9 على القمة، والتجمع في خطوة 2.3.8 في الوسط، والجزء الأخير من الجسم اقتران في القاع. تاريخ كل ذلك معا وتأمين الجسم اقتران مع M4 مأخذ عرافة مجموعة مسامير (10 ملم) (الشكل 10).
    11. تأمين "motor2roof2 المعصم" مع الجمعية في خطوة 2.3.10 باستخدام 4X M3 مسامير الرأس مقبس (الشكل 11).
    12. التجمع الآمنة في الخطوة 2.3.11 والتجمع في خطوة 2.3.7 لناجي 4X M3 مسامير الرأس مقبس (15 ملم) (الشكل 11).
    13. تأمين 2 "المحدد حركة المشترك" و2 الياقات رمح باستخدام 4X M4 مقبس مسامير الرأس (15 ملم) (الشكل 12A).
    14. استخدام أطواق رمح لتأمين مهاوي و "المعصم إطار السطح" باستخدام 8X M3 مقبس مسامير الرأس (8 ملم) (الشكل 12B).
    15. الشريحة الياقات رمح في التجمع 2.3.13 إلى مهاوي في التجمع 2.3.14 وتأمين الياقات رمح إضافية مع "دعم انخفاض الكوع" باستخدام 4X M4 مقبس مسامير الرأس (15 ملم). ثم، والانضمام إلى جزأين وآمنة مع رافعة (الشكل 13A).
    16. تأمين "جدار الدعم" للجمعية في الخطوة 2.3.15 باستخدام 6X M4 مقبس مسامير الرأس (15 ملم) (الشكل 13B). تأمين موقف الجدول والتجمع في خطوة 2.3.16 باستخدام 6X M6 مقبس مسامير الرأس (15 ملم) (الشكل 13C).

3. تصميم مرآة روبالنظام بعد التمديد

  1. نموذج رياضي للتحكم الآلي
    1. تعيين نموذج ديناميكي للتحكم التلقائي للحركة الطرف العلوي (الشكل 14).
      ملاحظة: نموذج ديناميكي من الإنسان حركة الطرف العلوي يمكن التعبير باستخدام الكينماتيكا المفاصل والروابط. لذلك، وذلك باستخدام معادلة لمناور الروبوت، يمكن الحصول على النماذج كما هو مبين أدناه:
      figure-protocol-8747
      ملاحظة: ( figure-protocol-8831 : ناقل موقف مشترك، figure-protocol-8918 : ناقل السرعة المشترك، figure-protocol-9009 : ناقل تسريع المشترك، H: الجمود المصفوفة، F: كوريوليس ومصفوفة قوة الطرد المركزي، G: المتجهات من قوى الجاذبية، E: مصفوفة عزم الدوران بسبب التفاعل مع البيئة، figure-protocol-9233 : المتجهات من forc المعمم وفاق تطبيقها على المفاصل) ومفلوج وصحية تظهر الذراع جوانب مختلفة من الحركة. وهذا هو، الذراع مفلوج لا يمكن أن تتحرك في الوقت المناسب بسبب العضلات المشلولة أو لا يمكن أن توفر ما يكفي من عزم الدوران اللازمة للحركة. لذلك، تم تصميم نظام مثل أن التدريب إعادة التأهيل يمكن أن يتم عن طريق الحركة العادية من خلال الذراع مفلوج. وبعبارة أخرى، يتم إرفاق الروبوت إعادة تأهيل لذراع مفلوج المريض من أجل تقديم الاقتراحات من الذراع صحي ويمكن أن تصاغ ببساطة على النحو التالي:
      حركة الروبوت إعادة التأهيل) = (صحي ذراع الحركة) - (مفلوج ذراع الحركة).
    2. مع الروبوت إعادة التأهيل، ونعلق الذراع المشلول المريض إلى مناور، ومراقبة عزم الدوران إضافية وتأخير الوقت نظرا لذراع مشلولة تسبب أخطاء في النظام العام. يكشف هذا عن طريق مناور على الجانب مفلوج.
    3. قياس أخطاء (ق (ر): تتبع الخطأ) كما معادلة رياضية:
      وفاق / ftp_upload / 54521 / 54521eq6.jpg "/>
      ملاحظة: (الصورة: تتبع الخطأ، figure-protocol-10306 : الإيجابية تصميم محدد مصفوفة المعلمة، figure-protocol-10413 : خطأ بين الموقف المطلوب والفعلي، figure-protocol-10515 : يمكن التعبير عن خطأ بين المطلوب والسرعة الفعلية) ويمكن الجمع بين الخطأ تتبع أعلاه مع نموذج حيوي من الإنسان حركة الطرف العلوي وعلى النحو التالي:
      figure-protocol-10735
      ملاحظة: (K D: قيمة كسب المشتقة مع تعويض ردود الفعل التي تتغير مع مرور الوقت، figure-protocol-10915 : خطأ الجمود المصفوفة، figure-protocol-11006 : كوريوليس وقوة الطرد المركزي الخطأ المصفوفة)
    4. للسيطرة على كل مفاصل الروبوت إعادة التأهيل، واستخدام Lagrديناميات angian 8. معادلة ديناميكية الحركة لكل مشترك هو:
      figure-protocol-11301
      ملاحظة: (D: معامل المصفوفة، figure-protocol-11403 : المحرك الجمود المصفوفة) معامل D في المعادلة المذكورة أعلاه يؤثر على عزم الدوران بين المفاصل مع تأثير اقتران بالقصور الذاتي بين المفاصل 8. نموذج التحكم الآلي باستخدام هذا النموذج الرياضي يمكن أن يتضح من المخطط كتلة في الشكل 14.
  2. بروتوكول البرمجيات (الشكل 15)
    1. عند بدء تشغيل البرنامج، وأقبلت على التواصل مع المحركات وأجهزة الاستشعار، وتهيئة القيم. مرة واحدة المحركات وأجهزة الاستشعار في الموقف المبدئي (انظر 4.1.3)، والانتقال إلى الحلقة الرئيسية.
      ملاحظة: للحصول على تردد أخذ العينات من الحلقة الرئيسية، ونحن نوصي 50-200 عينات / ثانية. لأقصى قدر من التأخير، ونحن نوصي 2 ثانية على الأكثر. وبالإضافة إلى ذلك، لحدود عزم الدوران، ونحنيوصي لتنظيم قيمة السيارات الحالية مع البرنامج بحيث أن المحرك الكوع يمكن أن تمارس 25-40 نيوتن متر ومحرك المعصم يمكن أن تمارس 10-20 نيوتن متر.
    2. كما لا يتم مقاطعة من قبل على زر التوقف، وقراءة باستمرار موقف وموقف القيم الحالية مداخل النظام المرجعي (AHRS) أجهزة الاستشعار "لنقل القيم إلى المحركات.
      ملاحظة: إخراج البيانات في كواتيرنيون، ويجب أن تتحول بشكل صحيح في زاوية المرجوة للحركة الروبوت. اختيار واحد من أجهزة الاستشعار تنسيق الأطر كمرجع، وإعادة تعيين استشعار أخرى تنسيق الإطارات. مع إطارات محسوبة كمرجع، استخدم الكينماتيكا معكوس للحصول على زوايا الناتج ياو النهائية.
    3. كما لا يتم مقاطعة من قبل على زر التوقف، تحقق باستمرار مواقف موتورز وتحديث القيم لإنجاز الحركة إلى الموضع المطلوب توفرها أجهزة الاستشعار AHRS.
      ملاحظة: يتم توفير موقف للسيارات من قبل التشفير المحرك والتي يمكن التحقق داخل البرنامج مع شركة السيارات & #39؛ ق توفير أمر مكتبة البرامج.
    4. وفي الوقت نفسه، تسجيل جميع الزوايا والزاوي سرعات من أجهزة الاستشعار AHRS.
    5. وبمجرد الانتهاء من المهام ويضغط المستخدم على زر التوقف، الخروج من حلقة ووضع اللمسات الأخيرة على الروبوت من قبل نقله إلى الموقف المبدئي.
  3. واجهة المستخدم الرسومية (GUI) (الشكل 16)
    1. إضافة "خطأ في" و "خطأ من" وظائف لاكتشاف الأخطاء وتصحيح الأخطاء أثناء التنفيذ.
    2. إضافة زر في جانب المريض في اختيار الجانب تشغيل الروبوت (الجانب خزلية المريض).
    3. بناء مربع معلومات المريض لتحديد المرضى.
    4. إضافة مؤشرات الحالة الحركية.
    5. إضافة عناصر تحكم الحد زاوية للسلامة.
    6. تكوين الحد الأقصى للسرعة والتسارع، والتباطؤ لكل السيارات لتفادي وقوع إصابات العضلات والأوتار بسبب الطرف العلوي قاسية.
      ملاحظة: يعكس نظام التسارع والتباطؤ للذراع مفلوج.
    7. امؤشرات دد لاسترداد موقف السيارات والسرعة، والمعلومات الحالية الإدخال.
    8. بناء تحكم اسم المورد فيزا لتأسيس الاتصال بين أجهزة الاستشعار AHRS والنظام.
    9. إضافة وظيفة المعايرة للقضاء على الأخطاء استشعار الانجراف المتراكمة.
    10. ترتيب مؤشر لأجهزة الاستشعار من أجل استرداد معلومات الاستشعار.
      ملاحظة: تتضمن المعلومات استشعار زوايا مشتركة (الزاوية بين اثنين من أجهزة الاستشعار على التوالي) واحتياطي البطارية.
  4. التغلب على التشنج ذراعه خلال عملية مرآة الروبوت
    1. تحديد المحركات التي يمكن أن تمارس عزم الدوران بما فيه الكفاية للتغلب على الشلل التشنجي عن كل مشترك.
      يجب أن يكون المعصم المحرك عزم الدوران الناتج أعلى من 10 نيوتن متر، والكوع السيارات أعلى من 25 نيوتن متر: ملاحظة.
    2. من أجل نقل بشدة حركة الروبوت إلى ذراع المريض، واستخدام الأشرطة التي هي مصنوعة من مواد شبه مرنة لإصلاح الساعد في الهيكل الخارجي الروبوت.
      ملاحظة: شبه مرنة الأشرطة، مثل تمتد لفيلم، ينصح ح الأشرطة الأقمشة أو البوليستر / النايلون الأشرطة مضفر مرونة. إذا كانت الأشرطة هي مرنة جدا، وانها لن تعقد ذراع في الموقف. إذا كانت الأشرطة ليست مرنة على الإطلاق، قد تحدث في العضلات أو الأوتار الإصابات في حالة وجود درجة عالية من التشنج الكوع.
    3. من أجل عزل الكوع والمعصم الحركة، واستخدام 2 الإطارات الصلبة جنبا إلى جنب مع ذوي الياقات البيضاء رمح لإصلاح الرسغ يضغط عليه في الإطارات.
      ملاحظة: يتم استخدام أطواق رمح لمنع إصابات العضلات والأوتار إذا كان تصلب في الرسغ مفرطة.
    4. استخدام الأشرطة حول المقبض لإصلاح اليد لالروبوت.

4. التطبيق السريري للنظام مرآة روبوت

  1. إجراء العلاج مرآة الروبوتية
    1. ضبط ارتفاع وعرض الجدول المهمة وفقا لحالة المريض.
    2. اقامة مرآة في خط الوسط بين ذراعيه، ووضعه على طاولة أو منصة.
    3. وضع أجهزة استشعار AHRS على مقبض، المعصمالإطار، وحافة منصة على محاذاة الجانب الصحي بالتوازي مع التوجه الروبوت.
      ملاحظة: محور ياو الداخلية وجهاز استشعار يجب أن يكون إلى الارتفاع.
    4. تنفيذ برنامج العلاج في جهاز الكمبيوتر.
    5. اختيار الجانب مفلوج عن طريق النقر على زر التبديل المريض جانبية.
    6. تعيين الحدود القصوى زاوية مشتركة وفقا للحالة مشتركة المريض. لعملية آمنة، استخدام الكوع حد الانحناء أقل من 50º، والحد من تمديد الكوع أكثر من -70º، والحد من ثني المعصم أقل من 80º، والحد تمديد المعصم أكثر من -60º.
      ملاحظة: يتم تصحيح زائد وناقص علامات تلقائيا ويتم تصحيح حدود أيضا إذا خارج الحدود في مستوى البرامج.
    7. تعيين الحد الأقصى السرعة، والتسارع، والتباطؤ. من أجل هذه القيم، استخدم قيمة السرعة بين 0 و 22.5 دورة في الدقيقة للمحرك الكوع واستخدام قيمة السرعة بين 0 و 33 دورة في الدقيقة للمحرك المعصم.
      ملاحظة: للحصول على العلاج مرآة التقليدية، تعيين كافة القيم إلى الصفرلشل حركة الروبوت.
    8. ملء المعلومات الخاصة بالمريض.
    9. تشغيل كل أجهزة الاستشعار AHRS قبل تشغيل البرنامج.
    10. تشغيل البرنامج بالنقر على زر السهم في الزاوية العلوية اليسرى من البرنامج.
    11. مرة واحدة في "حفظ باسم" الملوثات العضوية الثابتة سريعة تصل، إرسال أسماء الملفات المناسبة للبيانات نتيجة في المربع سلسلة واضغط موافق.
    12. في حين أن الروبوت والذراع صحية هي في الموقف المبدئي (كلتا يديه بعيدا عن الجسم وموازية لبعضها البعض)، اضغط على زر معايرة تهيئة استشعار القيم إلى الصفر للموقف المبدئي.
      ملاحظة: راجع الخطوات 1.1.1 - 1.1.4 لليدين المستخدمة في هذه المهمة.
    13. اضغط على زر إيقاف عندما يتم الانتهاء من جميع المهام.
      ملاحظة: للحصول على العلاج مرآة الروبوتية، يجب مهندس الطب الحيوي بمثابة المنسق الرئيسي، والمعالج المهني ينبغي أن تساعد المريض.
  2. السريرية دراسة عن مواضيع صحية
    1. إجراء دراسة سريرية حول مواضيع صحية لتأكيدالسلامة والجدوى 8. إعطاء تعليمات ( "لا تحرك ذراع مفلوج بنفسك.") إلى موضوعات للحركة سلبية تماما من الذراع مفلوج.
    2. وضع ذراعيه على الإطارات، والأيدي على مقابض. ثم، وتحديد الساعدين مع الأشرطة.
  3. تقييم الآثار العلاجية
    1. قبل العلاج، وإجراء التقييمات وظيفية مثل مقياس Fugl ماير تقييم تعديل مقياس أشوورث 10، تعديل مؤشر بارثل 11، Jebsen اختبار وظيفة اليد، وقياس تسليم السلطة، واختبار الإهمال hemispatial، والحركية أثار اختبار محتمل للمرضى.
    2. إجراء التجارب السريرية لمرضى السكتة الدماغية مع الروبوت مرآة 2-الأبعاد ل30 - 60 دقيقة يوميا. إعطاء تعليمات ( "لا تحرك ذراع مفلوج بنفسك.") للمرضى.
    3. بعد المرضى إنجاز الدورة الماضية، وإجراء متابعة التقييمات الوظيفية.

النتائج

أجرت ست مواد صحية على "القلم بمناسبة مهمة" (لمس اثنين من لوحات صغيرة بالتناوب مع القلم المرفق من ناحية صحية كما هو مبين في الشكل 17) 10 مرات الذي عقد في المتوسط ​​106 ثانية في الموضوع. ولم يلاحظ أي حدث سلبي، وأثبت العلاج مرآة الروبوتية أن ي?...

Discussion

وكان الغرض الرئيسي من هذه الدراسة هو تطوير في الوقت الحقيقي نظام مرآة الروبوت للتعافي وظيفي للذراع مفلوج باستخدام خوارزمية التحكم الآلي. وقد ثبت أن تأثير العلاج بمساعدة الروبوت على التعافي على المدى الطويل من ضعف العلوي أطرافهم بعد السكتة الدماغية مفيدة في الدراسا?...

Disclosures

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل من قبل الجامعة الوطنية الدماغ برنامج فيوجن سول (800-20120444) وبرنامج مبادرات البحوث متعددة التخصصات من كلية الهندسة وكلية الطب، جامعة سيول الوطنية (800-20150090).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
LabVIEWNational InstrumentsSystem design software
24V power supplyXP PowerMHP1000PS24 24VAny 24V power supply should do
AHRS sensor receiverE2boxEBRF24GRCV
AHRS sensorsE2boxEBIMU-9DOFV2You will need total 3 sensors. Any AHRS sensors will do
EC90 flat motor moduleMaxon323772 + 223094 + 453231Any 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 moduleMaxon397172Any 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 controllerMaxon375711This can be replaced with EPOS 24/5 controller
EPOS2 24/5 controllerMaxon367676
Connector and cable setMaxon381405 + 384915 + 275934 + 354045You 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 TypeMisumiMCORK30-10-12Type may vary
Coupling- High Rigidity, Oldham,
Set Screw Type
MisumiMCOGRK34-12-12Type may vary
Shaft CollarsMisumiSCWDM10-B  You will need 4 sets
Shaft CollarsMisumiSDBJ10-8You will need 2 sets
Precision Linear ShaftMisumi PSSFG10-200Any straight 10mm diameter shaft with at least 200mm length should do 
Bearings with housingsMisumiBGRAB6801ZZ
Elbow motor force dispersion shaft custom machined3D CAD 
Lower elbow supportcustom machinedPart Drawings
Elbow rooftop framecustom machinedPart Drawings
Support wallcustom machinedPart DrawingsYou will need 2 frames.
Elbow coupling hollow cylinder cover custom machinedPart Drawings
Wrist motor force dispersion shaftcustom machinedPart Drawings
Wrist rooftop framecustom machinedPart Drawings
Upper wrist coupling hollow cylinder covercustom machinedPart Drawings
Lower wrist coupling hollow cylinder covercustom machinedPart Drawings
Joint movement limitercustom machinedPart Drawings
Handle3D printedPart Drawings
Upper elbow support3D printedPart Drawings
Friction reduction ring3D printedPart Drawings
Acrylic mirrorcustom laser cuttingPart Drawings
Task tablecustom machinedPart Drawings
Silicone sponge
DOF limiter3D printedPart Drawings
DOF limiter lid3D printedPart Drawings
Healthyarm handle3D printedPart Drawings
Ball rollers - Press fitMisumiBCHA18
Goalpost3D printedPart Drawings
Circle trace3D printedPart Drawings
Angled assist3D printedPart DrawingsOptional
Curved assist3D printedPart DrawingsOptional
Plain assist3D printedPart DrawingsOptional
Task boardcustom laser cuttingPart Drawings

References

  1. Hamzei, F., et al. Functional plasticity induced by mirror training: the mirror as the element connecting both hands to one hemisphere. Neurorehabil Neural Repair. 26 (5), 484-496 (2012).
  2. Thieme, H., Mehrholz, J., Pohl, M., Behrens, J., Dohle, C. Mirror therapy for improving motor function after stroke. Cochrane Database Syst Rev. 3, CD008449 (2012).
  3. Dohle, C., et al. Mirror therapy promotes recovery from severe hemiparesis: a randomized controlled trial. Neurorehabil Neural Repair. 23 (3), 209-217 (2009).
  4. Pervane Vural, S., Nakipoglu Yuzer, G. F., Sezgin Ozcan, D., Demir Ozbudak, S., Ozgirgin, N. Effects of Mirror Therapy in Stroke Patients With Complex Regional Pain Syndrome Type 1: A Randomized Controlled Study. Arch Phys Med Rehabil. 97 (4), 575-581 (2016).
  5. De Santis, D., et al. Robot-assisted training of the kinesthetic sense: enhancing proprioception after stroke. Front Hum Neurosci. 8, 1037 (2015).
  6. Smorenburg, A. R., Ledebt, A., Deconinck, F. J., Savelsbergh, G. J. Practicing a matching movement with a mirror in individuals with spastic hemiplegia. Res Dev Disabil. 34 (9), 2507-2513 (2013).
  7. Semrau, J. A., Herter, T. M., Scott, S. H., Dukelow, S. P. Robotic identification of kinesthetic deficits after stroke. Stroke. 44 (12), 3414-3421 (2013).
  8. Niku, S. Chapter 4, Dynamic Analysis and Forces. Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Applications. , (2001).
  9. Sanford, J., Moreland, J., Swanson, L. R., Stratford, P. W., Gowland, C. Reliability of the Fugl-Meyer assessment for testing motor performance in patients following stroke. Phys Ther. 73 (7), 447-454 (1993).
  10. Bohannon, R. W., Smith, M. B. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Phys Ther. 67 (2), 206-207 (1987).
  11. Shah, S., Vanclay, F., Cooper, B. Improving the sensitivity of the Barthel Index for stroke rehabilitation. J Clin Epidemiol. 42 (8), 703-709 (1989).
  12. Lo, A. C., et al. Robot-assisted therapy for long-term upper-limb impairment after stroke. N Engl J Med. 362 (19), 1772-1783 (2010).
  13. Ho, N. S., et al. An EMG-driven exoskeleton hand robotic training device on chronic stroke subjects: task training system for stroke rehabilitation. IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975340 (2011).
  14. Hesse, S., Schulte-Tigges, G., Konrad, M., Bardeleben, A., Werner, C. Robot-assisted arm trainer for the passive and active practice of bilateral forearm and wrist movements in hemiparetic subjects. Arch Phys Med Rehabil. 84 (6), 915-920 (2003).
  15. Lum, P. S., et al. MIME robotic device for upper-limb neurorehabilitation in subacute stroke subjects: A follow-up study. J Rehabil Res Dev. 43 (5), 631-642 (2006).
  16. Yang, C. L., Lin, K. C., Chen, H. C., Wu, C. Y., Chen, C. L. Pilot comparative study of unilateral and bilateral robot-assisted training on upper-extremity performance in patients with stroke. Am J Occup Ther. 66 (2), 198-206 (2012).
  17. Nef, T., Mihelj, M., Riener, R. ARMin: a robot for patient-cooperative arm therapy. Med Biol Eng Comput. 45 (9), 887-900 (2007).
  18. Ozkul, F., Barkana, D. E., Demirbas, S. B., Inal, S. Evaluation of proprioceptive sense of the elbow joint with RehabRoby. IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975466 (2011).
  19. Pehlivan, A. U., Celik, O., O'Malley, M. K. Mechanical design of a distal arm exoskeleton for stroke and spinal cord injury rehabilitation. IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975428 (2011).
  20. Zhang, H., et al. Feasibility studies of robot-assisted stroke rehabilitation at clinic and home settings using RUPERT. IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975440 (2011).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

114

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved