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 ....

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 ca.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Air Compressor	Xinweicheng	F35L-JJ-24V	Provide air supply for the pneumatic gripper
Arduino	Emakefun	Mega 2560	Single-chip microcomputer/data acquisition card
Backpack	Mujin		Integrating external devices
Flex Sensor	Spectra Symbol	Flex Sensor 2.2	Flexible bending sensors
Power supply	Yisenneng	YSN-37019200	Provide power
PU quick-plug connector	Elecall	PU-6	Connector for PU tube
PU tube	Baishehui	ZDmJKJJy	Air line connection
Silicone elastomer	Wacker	ELASTOSIL M4601 A/B	Material of the pneumatic gripper
Thermostatic chamber	Ruyi	101-00A	Constant temperature to accelerate the curing of silicone
Vacuum dryer	Fujiwara	PC-3	Further defoaming
Vacuum mixing and degassing machine	Smida	TMV-200T	Mix silicone thoroughly and get it defoamed
Valve	SMC	NTV1030-312CL	Control the air pressure