Studenten entwickeln Roboterarme für Schlaganfallpatienten

Eine Gruppe von Studenten in Ho-Chi-Minh-Stadt hat eine Roboterhand entwickelt, um Schlaganfallpatienten bei der Wiederherstellung der Handfunktion zu helfen und so die Schwierigkeiten in ihrem Alltag zu verringern.

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

Laut Tran Binh Nguyen, dem Technologiechef der Gruppe, trainieren Rehabilitationsgeräte, die derzeit auf dem Markt sind, hauptsächlich Greifbewegungen der gesamten Hand, und es gibt nicht viele Produkte, die sich auf das Training von Fingern und Knöcheln konzentrieren.

Die Marktforschung des Evaluierungsteams ergab, dass vergleichbare Produkte je nach Ausführung zwischen 4 und 20 Millionen VND kosten würden. Um ein erschwingliches Produkt mit vielfältigen Trainingsmöglichkeiten anbieten zu können, entwickelte das Team ein Exoskelett-Antriebssystem mit einem ähnlichen Funktionsmechanismus wie die menschliche Hand. Dieses System arbeitet automatisch und ist zu einem niedrigen Preis von 600.000 bis 2 Millionen VND erhältlich, sodass Patienten zu Hause trainieren können.

Der Handrahmen besteht aus PLA-Biokunststoff und ist mit Gelenken in der gleichen Größe sowie Beuge- und Streckwinkeln wie eine Erwachsenenhand ausgestattet. Die Fingergelenke dienen hauptsächlich dazu, beim Üben gemäß dem Behandlungsplan für jede Phase einen für die kritischen Punkte geeigneten Winkel zu erzeugen und gleichzeitig ein Abweichen oder Kippen der Finger während des Übungsprozesses zu verhindern.

Im Betrieb der Roboterhand übertragen die Kurbeln die Bewegung auf die Pleuelstangen, um den Mechanismus vorwärts zu bewegen und so indirekt die rotierenden Gelenke anzutreiben, wodurch die Fingerbewegungen erzeugt werden. Servomotoren sind in das Skelett integriert, um die Fingerbewegungen zu synchronisieren und so das Greifen und Dehnen zu erleichtern.

Roboterhand stellt Bewegungsfähigkeit bei Schlaganfallpatienten wieder her

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

Für die Produktentwicklung orientierte sich das Team an realen Patienten, um die erforderlichen Kräfte zu berechnen. Zusätzlich zog das Team Hand- und Rehabilitationsmediziner zu Rate, um Behandlungsprotokolle für die jeweilige Erkrankung zu entwickeln. Dadurch konnte das Produkt mit dem passenden Übungsprogramm für den Patienten programmiert werden.

Bei der Anwendung trägt der Benutzer das Gerät an der Hand, wobei Gummibänder die Fingerspitzen fixieren. Das Gerät verfügt über eine integrierte Tastensteuerung mit Übungsfunktionen. Der Benutzer stellt je nach Behandlungsplan für jede Phase separate Modi ein, z. B. Dehnübungen, Greifübungen, Fingerübungen usw., sodass die Anwendung für den Patienten einfach ist.

Um die Anwendbarkeit zu evaluieren, testete das Team das System an Patienten in einem Krankenhaus in Binh Duong . Die Patienten nutzten einen Roboter, der sie bei der Beugung und Streckung ihrer Hände unterstützte und so ein Feedback von der Hand zum Gehirn erzeugte. Nach einem Monat Behandlung mit zweimal täglichem, jeweils einstündigem Training konnte der Patient seine Finger leicht bewegen, was einer Erholungsrate von etwa 30 % entsprach. Im darauffolgenden Monat steigerte der Patient die Trainingsfrequenz auf viermal täglich bei gleichzeitig höherer Intensität, wodurch sich die Erholungsrate auf 60–70 % erhöhte. Im dritten Monat konnte der Patient einen 100 Gramm schweren Gegenstand halten und eine Tasse zum Trinken verwenden.

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

Laut Binh Nguyen liegt die Einschränkung des Produkts darin, dass die mechanische Konstruktion des Getriebes nicht optimal ist; es ist immer noch sperrig und kann die Bedienung erschweren. Zudem muss das Steuerungssystem über einen Computer bedient werden; eine Steuerung per Smartphone-App ist für mehr Komfort nicht verfügbar.

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 für eine schnellere Genesung der Patienten zu entwickeln.

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

Herr Quach Anh Sen, stellvertretender Direktor des High-Tech-Business-Inkubators im High-Tech-Park von Ho-Chi-Minh-Stadt, stellte fest, dass die Produkte der Gruppe hohe Investitionen in Technologie und ein großes Anwendungspotenzial für Schlaganfallpatienten aufweisen, das in den letzten Jahren zugenommen hat. Um jedoch auf den Markt zu gelangen, ist ein Prozess der Technologieoptimierung und umfangreicher Patiententests zur Bewertung der Wirksamkeit erforderlich.

Herr Sen sagte, dass der Inkubator die Aufnahme von Projekten in das Inkubationsprogramm in Erwägung ziehen werde, um Ressourcen bereitzustellen, damit die Produkte in der kommenden Zeit technologisch verbessert und auf den Markt gebracht werden können.

Ha An

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