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研究人员为婴幼儿开发了嵌入传感器3D打印假肢

时间:2020-01-15 10:27 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
       中国3D打印网1月15日讯,英国林肯大学的研究人员为3岁以下婴幼儿设计了3D打印的带传感器操作的假肢手臂原型。在《 IEEE机器人与自动化快报》上发表了一篇文章,详细介绍了使用3D扫描,增材制造和基于手臂的表面肌电图(sEMG)系统创建了一个柔软的婴儿肌电假肢(SIMPA)。林肯大学工程学院高级讲师,该研究的首席工程师Khaled Goher博士说:“许多传统的主动式假肢不适合幼儿使用,因为它们是为成年人设计,非常笨重。我们提议的系统将使用带有运动传感器的七通道小儿臂带,使婴儿从中受益并成为主动修复,并且证据表明,这种情况越早发生,就越需要进行修复,这是我们需要的。 ”
  SIMPA解决方案
       根据这项研究,由于婴幼儿肌肉小,通常由成年人而不是儿童使用由肌肉中的电信号控制的肌电假体。由于儿童的成长速度,需要不断更换假肢。此外,在上肢截肢(ULA)的幼儿使用假肢的情况下,儿童倾向于发展自己的抓握物体的方法,这会限制他们的运动神经技能。通过使用低成本的增材制造技术,该团队设计并制造了具有抓握功能的个性化假肢,以使孩子避免因过度依赖残肢而导致未来的健康问题,例如不对称姿势和肌肉骨骼疼痛。
SIMPA儿童尺寸的人体模型
  SIMPA儿童尺寸的人体模型。照片由林肯大学提供。
  适合儿童的3D打印假肢
       SIMPA的主体使用Ultimaker S5在ABS中进行3D打印。手臂的尺寸基于志愿者的数据,该数据代表4岁男性前臂的大小。此外,用于建模的3D扫描来自个人。研究表明,这避免了传统的石膏铸造的需要,这对于假体的接受者来说是一个既费时又不舒服的过程。
    
 SIMPA的分解图

  SIMPA的分解图。图片来自林肯大学。

      柔软的抓手手指已集成到SIMPA中,该SIMPA可与臂章配合使用,因为该臂上装有传感器以检测肌肉自然传导的电信号。经过多次测试,研究人员发现SIMPA可以使幼儿以与自然手臂相同的方式抓握和提起各种小物体。该研究得出的结论是:“通过所提出的设计所证明的交货时间和成本的减少,开辟了这种设备在高收入国家的医疗保健提供商处获得的可能性。相应地,由于3D打印技术的分散和低成本特性,在低收入国家中,有被采用的机会。在客户无法亲自拜访义肢的情况下,可以使用远程CAD设计器来分散义肢设备的制造过程。

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(责任编辑:中国3D打印网)

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