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机器人后备箱支撑为脊髓损伤患者提供帮助

2021-07-23 来源:天津农业机械网

机器人后备箱支撑为脊髓损伤患者提供帮助

脊髓损伤(SCI)可能造成毁灭性损害,包括活动能力和感觉丧失。每年,仅在美国,估计就有17,000个新的SCI,这一比率高于世界上大多数地区。此外,美国65岁以上人群的SCI率预计将从2010年的13.0%上升到2020年的16.1%中国机械网okmao.com。数据还显示,这些患者的日常生存能力很高生活,但发现坐着是一个重大挑战。

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哥伦比亚工程团队发明了一种机器人设备-躯干支撑训练器(TruST),可用于通过改善躯干控制来帮助和训练SCI的人更稳定地坐着,从而获得扩展的活动坐姿而不会摔倒过度或用手平衡。该研究今天发表在《脊髓系列与病例》上,它是第一个基于主动躯干控制来测量和定义SCI患者坐位的工作空间。

“我们为典型的SCI患者(轮椅使用者)设计了TruST ,”该项目的PI兼机械工程以及康复和再生医学教授Sunil Agrawal说。“我们发现TruST不仅可以防止患者跌倒,而且可以使躯干运动最大化,超出了患者的姿势控制范围或平衡极限。”

TruST是一种放置在使用者躯干上的电动电缆从动皮带,用于确定SCI患者的姿势控制极限和坐着工作区。当使用者坐着时进行的上身运动超出姿势稳定性极限时,它会在躯干上施加力。

该图显示了TruST的体系结构,这是哥伦比亚工程师发明的一种机器人设备,它可以使脊髓损伤的患者重新训练,使其更稳定地坐着并获得扩大的活动坐姿。

参加先导性研究的五名SCI受试者接受了姿势星形测试,这是一项定制的姿势测试,要求他们用头跟随球并尽可能地移动躯干,而无需用手。测试在八个方向上重复进行,研究人员使用结果计算每个人的坐姿。

然后,团队为每个受试者量身定制TruST,以在个体上施加个性化的辅助力场,同时受试者再次执行相同的动作。借助TruST,受试者在整个八个方向的躯干游览中都能走得更远,并使坐着的工作空间显着扩展到他们的身体周围,平均增加了约25%。

视频演示了躯干支撑训练器(TruST),这是哥伦比亚工程师发明的机器人设备,如何训练脊髓损伤患者使其坐姿更稳定,并获得更大的活动坐姿。

Agrawal机器人的物理治疗师,博士后研究员Victor Santamaria说:“ TruST能够根据用户的姿势极限提供个性化的连续力反馈,这为基于运动学习的范例重新训练SCI患者的功能提供了新的领域。”和康复实验室,该论文的第一作者。“我们认为TruST是非常有前途的SCI修复工具。”

Agrawal的小组正在探索在训练范例中使用TruST的方法,以改善患有脊髓损伤的成人和儿童的躯干控制。

Agrawal说:“该机器人平台将用于挑战SCI的参与者,使他们的躯干在更大的工作空间上移动,而TruST提供所需的辅助力场,以安全地将对象带回他们的中立坐姿。” “随着参与者改善工作空间和姿势控制,随着时间的推移,该力场将根据参与者的需求进行调整。”

这项研究的标题是“机器人躯干支撑训练器(TruST),它可以测量并增加坐在脊髓损伤患者中的姿势工作空间。”

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