このコンテンツを視聴するには、JoVE 購読が必要です。 サインイン又は無料トライアルを申し込む。
Method Article
* これらの著者は同等に貢献しました
私たちは、リハビリテーション医師からのフィードバックを通じて健康な被験者に関する臨床研究、および決定タスクを実施し、自動制御技術を使用して、片麻痺腕の機能回復のためのリアルタイムミラーロボットシステムを開発しました。この単純なミラーロボットは、片麻痺腕で脳卒中患者の作業療法に効果的に適用することができます。
ミラー療法は、脳卒中後の片麻痺腕の機能回復のための臨床設定において効果的な作業療法として行われてきました。これは、健康なアームを移動させながら、片麻痺腕をリアルタイムで移動しているかのようにミラーを使用することによって錯覚を誘発することにより行われます。これは、感覚運動皮質の活性化を介して脳の神経可塑性を促進することができます。しかし、従来のミラー療法は片麻痺腕が実際に動いていないことが重要制限がでています。したがって、我々は、簡単なアドオンモジュールを従来のミラー療法の閉フィードバック機構を使用して、片麻痺腕のリアルタイムの動きを可能にするようにリアルタイム2軸ミラーのロボットシステムを開発しました。私たちは3姿勢とリファレンスシステムセンサー、肘と手首の関節のための2のブラシレスDCモータ、および外骨格フレームを見出しを使用していました。 6健常者に関するフィージビリティ・スタディでは、ロボットミラー療法は安全かつ実現可能でした。我々はさらにDAIの活動のための有用なタスクを選択しますlyがリハビリ医師からのフィードバックを通じて訓練を生きています。慢性脳卒中患者は、ミラーロボットシステムの2週間の塗布後にFugl-Meyerの評価尺度と肘屈筋痙縮の改善を示しました。ロボット鏡治療は神経可塑性および片麻痺腕の機能回復に重要であると考えられている感覚皮質に固有感覚入力を高めることができます。本明細書に提示ミラーロボットシステムを容易に開発し、作業療法を進めるために有効に利用することができます。
脳卒中患者のために、片麻痺腕の機能不全は、効果を衰弱しています。両手の活動を実行する能力は、日常生活のために不可欠であるが、片麻痺腕の機能欠損は、多くの場合、脳卒中発症後でも数年残っています。病院内のさまざまな研修プログラムの中で、単純なタスクの動きや受動繰り返しの範囲を増加させるための運動は、片麻痺腕の機能回復にほとんど影響を及ぼしません。このため、日常生活の活動に関連する意味のあるタスク(ADLS)の訓練は病院で作業療法に適用されています。
ミラー療法の効果は、神経リハビリテーション1-4の以前の研究によって証明されました。ミラー療法は、健康なアームを移動させながら、片麻痺腕をリアルタイムで移動しているかのようにミラーを使用することによって錯覚を誘発することにより行われます。これは、感覚運動皮質1の活性化により、脳の神経可塑性を促進することができます。したがって、モトRパワー及び片麻痺腕の機能を向上させることができます。しかし、従来のミラー療法は片麻痺腕が実際に動いていないことが重要制限がでています。
したがって、我々は、閉フィードバック・メカニズムを使用して、従来のミラー療法への単純なアドオンモジュールとしてリアルタイムの2軸ミラーのロボットシステムを開発しました。これは、神経可塑性と片麻痺アーム( 図1および図2)5-7の機能回復に重要であると考えられる感覚皮質に固有感覚入力を伝えることができます。
手順のすべてを見直し、ソウル国立大学病院の治験審査委員会によって承認されました。
1.ミラーセラピーのタスク
鏡ロボットシステムの2コンポーネント
ミラーロブの3デザインOTシステム
ミラーロボットシステムの4臨床応用
6人の健康な被験者は、被験者ごとに平均106秒で取った( 図17に示すように 、健康な手に付着したペンで交互に二つの小さなボードに触れて)10回「タスクをマーキングペン」を実施しました。有害事象は観察されなかった、およびロボット鏡治療が可能であることが証明されました。
また、リ?...
本研究の主な目的は、自動制御アルゴリズムを用いて、片麻痺腕の機能回復のためのリアルタイムミラーロボットシステムを開発することでした。脳卒中後の上肢機能障害の長期的な回復にロボット介在療法の効果は、以前の研究12に有益な証明された、アームロボットの各種13-20を導入されています。しかし、両側の腕の動きを実現上肢ロボットの以前の研究は、ミラー治?...
著者らは、開示することは何もありません。
この作品は、ソウル大学(800から20120444)と工学と医学の大学の大学から学際研究イニシアティブプログラム、ソウル大学(800から20150090)の脳融合プログラムによってサポートされていました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
LabVIEW | National Instruments | System design software | |
24 V power supply | XP Power | MHP1000PS24 24V | Any 24 V 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 30 Nm 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 10 Nm 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 10 mm diameter shaft with at least 200 mm 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 |
このJoVE論文のテキスト又は図を再利用するための許可を申請します
許可を申請This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2023 MyJoVE Corporation. All rights reserved