研究人員為嬰幼兒開發了嵌入傳感器3D打印假肢
時間：2020-01-15 10:27 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網1月15日訊，英國林肯大學的研究人員為3歲以下嬰幼兒設計了3D打印的帶傳感器操作的假肢手臂原型。在《 IEEE機器人與自動化快報》上發表了一篇文章，詳細介紹了使用3D掃描，增材制造和基于手臂的表面肌電圖（sEMG）系統創建了一個柔軟的嬰幼兒肌電假肢（SIMPA）。林肯大學工程學院高級講師，該研究的首席工程師Khaled Goher博士說：“許多傳統的主動式假肢不適合幼兒使用，因為它們是為成年人設計，非常笨重。我們提議的系統將使用帶有運動傳感器的七通道小兒臂帶，使嬰兒從中受益并成為主動修復，并且證據表明，這種情況越早發生，就越需要進行修復，這是我們需要的。 ”
SIMPA解決方案
根據這項研究，由于嬰幼兒肌肉小，通常由成年人而不是兒童使用由肌肉中的電信號控制的肌電假體。由于兒童的成長速度，需要不斷更換假肢。此外，在上肢截肢（ULA）的幼兒使用假肢的情況下，兒童傾向于發展自己的抓握物體的方法，這會限制他們的運動神經技能。通過使用低成本的增材制造技術，該團隊設計并制造了具有抓握功能的個性化假肢，以使孩子避免因過度依賴殘肢而導致未來的健康問題，例如不對稱姿勢和肌肉骨骼疼痛。
SIMPA兒童尺寸的人體模型。照片由林肯大學提供。
適合兒童的3D打印假肢
SIMPA的主體使用Ultimaker S5在ABS中進行3D打印。手臂的尺寸基于志愿者的數據，該數據代表4歲男性前臂的大小。此外，用于建模的3D掃描來自個人。研究表明，這避免了傳統的石膏鑄造的需要，這對于假體的接受者來說是一個既費時又不舒服的過程。
SIMPA解決方案
根據這項研究，由于嬰幼兒肌肉小，通常由成年人而不是兒童使用由肌肉中的電信號控制的肌電假體。由于兒童的成長速度，需要不斷更換假肢。此外，在上肢截肢（ULA）的幼兒使用假肢的情況下，兒童傾向于發展自己的抓握物體的方法，這會限制他們的運動神經技能。通過使用低成本的增材制造技術，該團隊設計并制造了具有抓握功能的個性化假肢，以使孩子避免因過度依賴殘肢而導致未來的健康問題，例如不對稱姿勢和肌肉骨骼疼痛。
SIMPA兒童尺寸的人體模型。照片由林肯大學提供。
適合兒童的3D打印假肢
SIMPA的主體使用Ultimaker S5在ABS中進行3D打印。手臂的尺寸基于志愿者的數據，該數據代表4歲男性前臂的大小。此外，用于建模的3D掃描來自個人。研究表明，這避免了傳統的石膏鑄造的需要，這對于假體的接受者來說是一個既費時又不舒服的過程。
SIMPA的分解圖。圖片來自林肯大學。
柔軟的抓手手指已集成到SIMPA中，該SIMPA可與臂章配合使用，因為該臂上裝有傳感器以檢測肌肉自然傳導的電信號。經過多次測試，研究人員發現SIMPA可以使幼兒以與自然手臂相同的方式抓握和提起各種小物體。該研究得出的結論是：“通過所提出的設計所證明的交貨時間和成本的減少，開辟了這種設備在高收入國家的醫療保健提供商處獲得的可能性。相應地，由于3D打印技術的分散和低成本特性，在低收入國家中，有被采用的機會。在客戶無法親自拜訪義肢的情況下，可以使用遠程CAD設計器來分散義肢設備的制造過程。
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