学生たちが脳卒中患者のためのロボットアームを開発

[広告_1]

ホーチミン市の学生グループが、脳卒中患者の手の機能を回復させ、日常生活の困難を軽減するためのロボットハンドを開発した。

ホーチミン市工業大学の学生7名が開発したこの製品は、11月に開催されたスマートシティ・イニシアチブ・コンペティション（DigiTrans Smart City）で3位を獲得しました。このロボットハンドは、脳卒中患者や神経系・筋骨格系に問題を抱える人々の手の動作を改善するのに役立ちます。

グループ技術マネージャーのトラン・ビン・グエン氏によると、現在市販されているリハビリテーション機器は主に手全体の掴む動作を訓練するもので、指や指関節の訓練に重点を置いた製品は多くないという。

評価チームは市場調査の結果、同様の製品を購入すると、種類によって400万～2,000万ドンの費用がかかることを突き止めました。多様なトレーニングメニューに対応できる手頃な価格の製品を求め、チームは人間の手と同様の動作機構を備えた外骨格駆動システムを開発しました。このシステムは60万～200万ドンという低価格で、患者が自宅で練習できるように設計されています。

ハンドフレームはPLAバイオプラスチック素材で作られており、成人の手と同じ関節サイズと屈曲・伸展角度で設計されています。指関節の主な機能は、各段階の治療計画に従って練習する際に、重要なポイントに適した角度を作り出すと同時に、練習中に指がずれたり傾いたりしないようにすることです。

ロボットハンドが動作しているとき、クランクはコネクティングロッドに動きを伝え、機構を前方に押し出します。これにより間接的に回転する指関節が押され、指の動きが生み出されます。サーボモーターが骨格に組み込まれており、指の動きを同期させることで、掴み動作やストレッチ動作の練習が容易になります。

ロボットハンドが脳卒中患者の運動機能を回復 — 研究チームが開発した理学療法ロボットアームを紹介します。ビデオ：*研究チーム*

製品設計にあたり、チームは実際の患者を参考に必要な力を計算しました。また、手やリハビリテーションの専門医にも協力を求め、それぞれの疾患に応じた治療プロトコルの開発に取り組みました。これにより、製品は患者の運動プログラムを正確にプログラムすることが可能になりました。

使用時には、デバイスを手に装着し、ゴム製の布製ストラップで指先を固定します。デバイスには、運動機能を備えたボタンコントローラーが内蔵されています。ユーザーは、各段階の治療計画に合わせて、ストレッチ、握力、各指の練習など、個別のモードを設定できるため、患者が簡単に使用できます。

適用性を評価するため、試験チームはロボットを用いて手の屈曲と伸展をサポートし、脳への手のフィードバックを促しました。1日2回、1時間ずつの訓練で、1 ヶ月の治療後、患者は指をわずかに動かすことができ、回復率は約30%でした。翌月、患者は訓練頻度を1日4回に増やし、訓練強度を高めたところ、回復率は60～70%に達しました。3ヶ月目には、患者は100グラムの物体を持ち、コップを持って水を飲むことができるようになりました。

チームの装置を使用した後、患者はグラスを持って水を飲むことができる。写真：NVCC — チームの装置を使用した後、患者はグラスを持って水を飲むことができる。写真： *NVCC*

ビン・グエン氏によると、この製品の限界は、トランスミッションの機械設計が最適化されておらず、依然として大きく、使いにくい点にあるという。さらに、制御システムはコンピューターで操作する必要があり、利便性を高めるためのスマートフォンアプリによる制御アプリケーションは存在しない。

近い将来、同グループは手だけでなく体の他の部位も鍛えられるコンパクトな製品の開発を計画しています。これにより、医師は患者の回復を早めるための治療計画を立てる上で重要なデータを収集できるようになります。

グループメンバーの代表者は、11月にホーチミン市ハイテクパークのハイテクビジネスインキュベーターが主催したスマートシティ構築イニシアチブコンテストで3位を獲得しました。写真：SHTP-IC — グループメンバーの代表者は、11月にホーチミン市ハイテクパークのハイテクビジネスインキュベーターが主催したスマートシティ構築イニシアチブコンペティションで3位を獲得しました。写真： *SHTP-IC*

ホーチミン市ハイテクパーク、ハイテクビジネスインキュベーターの副所長、クアック・アン・セン氏は、同グループの製品は技術への多額の投資と、近年増加の兆しを見せている脳卒中患者への応用の可能性を示していると評価した。しかし、製品が市場に投入されるには、技術の最適化と、その有効性を評価するための大規模な患者試験のプロセスが必要である。

セン氏は、インキュベーターは、製品の技術が継続的に向上し、将来的に市場に投入できるよう、リソースを支援するためにプロジェクトをインキュベーションプログラムに参加させることを検討していると述べた。

ハアン

[広告2]
ソースリンク