Studenten entwickeln Roboterarme für Schlaganfallpatienten

Eine Gruppe von Studenten in Ho-Chi-Minh-Stadt hat eine Roboterhand entwickelt, die Schlaganfallpatienten dabei helfen soll, ihre Handfunktion wiederherzustellen und ihnen so die Schwierigkeiten im Alltag zu erleichtern.

Das von sieben Studierenden der Ho Chi Minh City University of Industry entwickelte Produkt gewann im November den dritten Preis beim Smart City Initiative-Wettbewerb (DigiTrans Smart City). Die Roboterhand hilft Schlaganfallpatienten und Menschen mit Nerven- und Muskel-Skelett-Problemen, ihre Handbeweglichkeit zu verbessern.

Laut Tran Binh Nguyen, Technologiemanager der Gruppe, trainieren die derzeit auf dem Markt erhältlichen Rehabilitationsgeräte hauptsächlich die Greifbewegungen der gesamten Hand. Es gibt nicht viele Produkte, die sich auf das Training der Finger und Knöchel konzentrieren.

Bei der Marktforschung stellte das Evaluierungsteam fest, dass ein ähnliches Produkt je nach Typ 4 bis 20 Millionen VND kosten würde. Da das Team ein erschwingliches Produkt mit einem abwechslungsreichen Trainingsprogramm entwickeln wollte, entwickelte es ein Exoskelett-Antriebssystem mit einem der menschlichen Hand ähnlichen Bedienmechanismus. Das System funktioniert automatisch und kostet nur 600.000 bis 2 Millionen VND, sodass Patienten zu Hause trainieren können.

Der Handrahmen besteht aus PLA-Biokunststoff und ist mit der gleichen Gelenkgröße sowie Beuge- und Streckwinkeln wie bei einer Erwachsenenhand ausgestattet. Die Hauptfunktion der Fingergelenke besteht darin, beim Üben gemäß dem Behandlungsschema für jede Phase einen geeigneten Winkel für die kritischen Punkte zu schaffen und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Finger während des Übungsprozesses nicht abweichen oder kippen.

Wenn die Roboterhand in Betrieb ist, übertragen die Kurbeln die Bewegung auf die Pleuelstangen, um den Mechanismus vorwärts zu bewegen. Dadurch werden indirekt die rotierenden Fingergelenke angetrieben, um die Bewegung der Finger zu erzeugen. Im Skelett integrierte Servomotoren synchronisieren die Bewegungen der Finger und erleichtern so das Greifen oder Dehnen.

Roboterhand gibt Schlaganfallpatienten die Beweglichkeit zurück

Wir stellen den Roboterarm des Teams für Physiotherapie vor. Video : Forschungsteam

Zur Entwicklung des Produkts orientierte sich das Team an echten Patienten, um die erforderlichen Kräfte zu berechnen. Zudem holte es sich die Unterstützung von Hand- und Rehabilitationsmedizinern, die bei der Entwicklung von Behandlungsprotokollen für die jeweilige Krankheitsart beratend zur Seite standen. Dies half dem Produkt, das Trainingsprogramm des Patienten präzise zu programmieren.

Bei der Anwendung trägt der Anwender das Gerät an der Hand und fixiert die Fingerspitzen mit Gummibändern. Das Gerät verfügt über eine integrierte Tastensteuerung mit Übungsfunktionen. Der Anwender richtet je nach Behandlungsschema der einzelnen Phasen separate Modi ein, z. B. Dehnen, Greifen, Üben jedes einzelnen Fingers usw., sodass der Patient das Gerät problemlos verwenden kann.

Um die Anwendbarkeit zu evaluieren, setzte das Testteam einen Roboter zur Unterstützung der Handbeugung und -streckung ein, der dazu beitrug, Feedback an das Gehirn zu geben. Nach einem Monat Behandlung mit zweimal täglichem Training für jeweils eine Stunde konnte der Patient seine Finger wieder leicht bewegen, wobei sich die Genesungsrate um etwa 30 % erhöhte. Im darauffolgenden Monat erhöhte der Patient die Trainingshäufigkeit auf viermal täglich bei höherer Trainingsintensität, wodurch sich die Genesungsrate auf 60–70 % erhöhte. Im dritten Monat konnte der Patient bereits einen 100 Gramm schweren Gegenstand halten und eine Tasse Wasser trinken.

Patienten können nach der Anwendung des Geräts des Teams ein Glas halten und Wasser trinken. Foto: NVCC

Laut Binh Nguyen besteht die Einschränkung des Produkts darin, dass das mechanische Design des Getriebes nicht optimal ist, es immer noch sperrig ist und die Bedienung erschweren kann. Darüber hinaus muss das Steuerungssystem über einen Computer bedient werden, und es gibt keine komfortablere Steuerungsanwendung über eine Smartphone-App.

In naher Zukunft plant die Gruppe die Entwicklung eines kompakten Produkts, das nicht nur die Hände, sondern auch andere Körperteile trainiert. Dies wird Ärzten helfen, wichtige Daten zu sammeln, um Behandlungspläne zu entwickeln und Patienten eine schnellere Genesung zu ermöglichen.

Vertreter der Gruppe erhielten im November den dritten Preis beim Smart City Building Initiative-Wettbewerb, der vom High-Tech Business Incubator im Ho Chi Minh City High-Tech Park organisiert wurde. Foto: SHTP-IC

Herr Quach Anh Sen, stellvertretender Direktor des High-Tech Business Incubator im Ho Chi Minh City High-Tech Park, bewertete die Produkte der Gruppe als Zeichen hoher Technologieinvestitionen und Anwendungspotenzial für Schlaganfallpatienten, das in den letzten Jahren zugenommen habe. Für die Markteinführung eines Produkts seien jedoch ein Prozess zur Optimierung der Technologie und Tests an zahlreichen Patienten erforderlich, um die Wirksamkeit zu bewerten.

Herr Sen sagte, dass der Inkubator die Aufnahme von Projekten in das Inkubationsprogramm in Betracht ziehen werde, um Ressourcen bereitzustellen, damit die Technologie der Produkte weiter verbessert werden könne und sie in Zukunft auf den Markt gelangen könnten.

Ha An

Quellenlink: https://vnexpress.net/sinh-vien-che-tao-tay-robot-cho-nguoi-sau-tai-bien-4685584.html