전동 팔 보조기(Arm Brace), 보다 독립적인 생활을 지원하다

매우 구체적인 의료용 로봇 제품에 대한 필요성으로 여러 회사들은 다양한 요구 사항을 가진 환자를 돕고 사람들의 삶을 개선하는 동시에 더 많은 독립성을 제공할 수 있었습니다.

뇌졸중이나 외상성 뇌 손상을 겪은 사람들은 보통 두 팔 중 하나를 사용할 수 없게 됩니다. 사용되는 다양한 물리치료 방법(예: 운동 기능 연습); 운동 범위 치료; 지팡이, 보행기 및 버팀대와 같은 보조 기구를 이용한 이동성 훈련. 매사추세츠주 보스턴에 위치한 의료 로봇 회사인 마이오모(Myomo)는 환자가 손상된 손과 팔을 다시 사용할 수 있도록 전동 근전 보조기(동력 보조기)를 개발했습니다.

근전기는 센서를 사용하여 근육이 수축할 때 발생하는 전기 신호를 인식하고 측정하는 기술입니다. 전극이라고도 하는 이 센서는 피부에 부착되며 특수 설계된 컨트롤러를 사용하여 아주 작은 근육 수축도 감지합니다. 컨트롤러는 사용자의 의도된 움직임에 따라 모터 활성화를 트리거합니다. 개인은 다양한 센서와 모터를 사용하여 마이오모의 전동 보조기의 팔꿈치와 손에 있는 기능 같은 여러 기능을 동시에 제어할 수 있습니다.

신체의 나머지 부분에 부담을 주지 않으면서 이동성을 제공하는 것이 중요합니다.

뇌졸중이나 외상성 뇌 손상을 겪은 사람들은 보통 두 팔 중 하나를 사용할 수 없게 됩니다. 사용되는 다양한 물리치료 방법(예: 운동 기능 연습); 운동 범위 치료; 지팡이, 보행기 및 버팀대와 같은 보조 기구를 이용한 이동성 훈련. 매사추세츠주 보스턴에 위치한 의료 로봇 회사인 마이오모(Myomo)는 환자가 손상된 손과 팔을 다시 사용할 수 있도록 전동 근전 보조기(동력 보조기)를 개발했습니다.

근전기는 센서를 사용하여 근육이 수축할 때 발생하는 전기 신호를 인식하고 측정하는 기술입니다. 전극이라고도 하는 이 센서는 피부에 부착되며 특수 설계된 컨트롤러를 사용하여 아주 작은 근육 수축도 감지합니다. 컨트롤러는 사용자의 의도된 움직임에 따라 모터 활성화를 트리거합니다. 개인은 다양한 센서와 모터를 사용하여 마이오모의 전동 보조기의 팔꿈치와 손에 있는 기능 같은 여러 기능을 동시에 제어할 수 있습니다.

사진 1: MyoPro 2+는 사용자가 의료용 로봇을 사용하여 보다 더 독립적으로 생활할 수 있도록 합니다.

이 회사와 제품의 주요 목표는 사용자가 팔과 손의 기능을 최대한 회복하여 보다 더 독립적으로 생활할 수 있도록 하여 팔을 사용할 수 없는 사람이 다시 팔을 쓸 수 있도록 하는 것입니다. 바지나 셔츠를 입는 것, 한 손으로 요거트 컵을 들고 다른 한 손으로 요거트를 숟가락으로 떠먹는 것, 접시를 들고 식사를 차리는 것과 같은 일상적인 활동은 다시 정상적인 삶에 접근할 수 있는 방법입니다(사진 1 참조).

수족 절단 환자의 일반적인 접근 방식인 사지 교체와 달리, 전동 보조기는 신체에 무게를 추가로 더합니다. 즉, 이 회사의 MyoPro® 2+ 근전기 보조기의 주요 설계 목표는 고성능 출력을 유지하면서 무게를 최소화하는 것입니다.

설계 및 개발 과정에서 착용자가 어깨와 목의 부담을 줄이기 위해 필요보다 더 많은 무게를 추가로 짊어질 필요가 없도록 전체 무게로 보조기의 파워 기능을 최적화해야 했습니다. 그리고 MyoPro 2+ 전동 보조기의 설계 초기에 맥슨 모터에서 설계하고 제작한 정밀 모터 두 대를 사용하기로 결정했습니다. MyoPro 2+는 임플란트 없이도 환자의 피부 표면에서 직접적으로 약한 근전도(EMG) 신호를 읽고 작동합니다. 약한 신호는 소형의 맥슨 모터를 활성화하여 전기 자극 없이 사용자가 의도한 대로 팔과 손을 움직입니다.

사진 2: 편리함과 경량화에 중점을 둔 MyoPro 2+는 고효율의 소형 모터와 컨트롤러 기술을 사용합니다.

전동 보조기에 있는 팔꿈치 관절은 맥슨 DCX19 모터를 사용하여 움직여 높은 전력 밀도, 고효율 및 부드러운 작동이 가능해집니다. 이 모터의 크기는 6 - 35mm 사이로 상당히 다양합니다. 귀금속 또는 흑연 브러시와 볼 또는 소결 베어링. MyoPro 2+는 모터 외에 맥슨의 저소음 유성 기어헤드를 탑재하여 조용하게 작동하고, 일상적인 활동 중에 보조기가 최대한 눈에 띄지 않도록 합니다(사진 2 참조).

손 작동의 경우, 환자의 검지와 중지가 함께 쌍을 이루어 움직입니다. 이로 인해 안정화 및 파지력의 추가 지원이 가능합니다. 사용된 모터는 맥슨 RE13으로 유성 기어헤드와도 연결됩니다. RE13 모터는 90%이상의 효율을 제공하는 에너지 효율적인 DC 작동으로 유명합니다. 다른 맥슨 모터 라인과 마찬가지로 이러한 모터도 사용자에게 다양한 토크 및 속도 요구 사항을 제공하는 다양한 크기로 공급됩니다.

맥슨의 DCX 브러시드 모터와 EPOS 및 ESCON 위치제어 컨트롤러는 온라인에서 쉽게 구할 수 있습니다.

MyoPro 2+의 프로토타입 제작 단계에서 마이오모는 보조기의 작동을 측정하고 조정하기 위한 유연한 설계 플랫폼으로서 맥슨의 EPOS 50/5 및 ESCON 24/2 컨트롤러를 사용했습니다. 모터의 특성이 정확하게조절되어 올바른 작동 기능과 사양이 제공되면, 회사는 프로토타입 제작 시 개발된 제어 매개변수를 사용하여 자체적으로 제작한 경량 회로기판을 통합합니다. 회로기판이 더 작고 더 컴팩트하며 더 가벼워졌기 때문에 팔의 움직임을 방해하지 않고 팔꿈치 관절 근처에 제어 장치를 장착할 수 있습니다.

MyoPro는 물리 치료사와 작업 치료사가 권장하고, 의사가 처방하며, 보조기 및 의지 전문가가 각 사례에 따라 제공합니다. Myopro 2+는 현재 개인이 식사, 물건 운반, 집안일과 같은 일상생활의 활동을 수행하도록 개인의 기능을 회복시킬 수 있는 유일한 시판 의료 기기입니다. 몇몇 환자는 직장으로 복귀할 수 있었고, 다른 환자는 독립적으로 생활하는 법을 배워 추가 치료 및 재활과 관련된 비용을 줄였습니다.