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Suave, apoio para caminhar Bionic leve poderia ser a segunda chance para as pessoas que tiveram um acidente vascular cerebral

Alimentado por uma armadura robótica robusto, Homem de Ferro podem pular de edifícios e voar para o espaço. ouro e titânio traje do super-herói pode olhar grande quando derrubar vilões, mas seria um exagero para passar uma manhã com os netos. Para as pessoas que estão se recuperando de um acidente vascular cerebral e querem voltar a desfrutar suas atividades favoritas, há algo melhor: Um leve, leve, apoio para caminhar biônico que cintas para a perna e pode ser usado em qualquer lugar.

Lou Awad e Terry Ellis, professores de fisioterapia da Universidade de Boston Faculdade de Saúde & Ciências da reabilitação: Sargent Colégio, fazem parte da equipe por trás do exosuit médica, um robô vestível que pode ajudar as pessoas que tiveram um acidente vascular cerebral caminhada mais rápida, mais, e com mais segurança. Em vez de titânio do Homem de Ferro, ele tem envolvimentos respirável feitas a partir de materiais de propriedade, cabos finos, e uma série de pequenos motores que o ajudam a imitar os músculos humanos e tendões.

A tecnologia já foi licenciada e um terno poderia ser comercialmente disponível para uso em clínicas dentro dos próximos anos. Isso seria uma mudança de vida para milhares. Todo ano, 795,000 Os americanos têm um acidente vascular cerebral, que pára sangue flui para partes do cérebro e pode deixar sobreviventes com fraqueza crônica ou paralisia, transformando andar em um, mesmo frustrante perigoso-tarefa. Para 15 para 35 por cento dos sobreviventes, aprender a andar de forma independente pode demorar mais de seis meses. Muitos daqueles que aprender a andar de novo não vai recuperar sua antiga velocidade ou estabilidade; de acordo com Connection acidente vascular cerebral revista, sobre 40 cento de todos os sobreviventes têm uma queda séria dentro de um ano do seu curso.

igualando Nature

Para um robô, o exosuit é subestimado, mais alta tecnologia cinta esportes de sci-fi cyborg; ele pesa apenas cerca de 10 libras. Um sensor de tamanho de caixa de fósforos-atribui ao colar exterior do sapato perto do tornozelo, enquanto dois wraps preto cobrir a maior parte da perna e na cintura. cabos, semelhantes aos utilizados para controlar o freio de bicicleta, executado a partir de dentro da sapata do usuário a sua panturrilha e da língua do sapato para seu shin. Motores-usado ao redor da cintura e regulada por uma unidade de computador carregado com algoritmos de aplicar forças através dos cabos para ajudar a caminhada utente

“As pessoas que tiveram um acidente vascular cerebral têm problemas com dorsiflexion, ou folga pé,”, Diz Ellis; eles têm uma reduzida capacidade de dobrar seu tornozelo e levantar seu pé. Quando eles tentam plantar seu calcanhar no chão para andar, eles ao invés de “arrastar os pés e seu pé fica preso.” O exosuit neutraliza essa questão retraindo o cabo ligado a língua do sapato, aplicação de uma pequena quantidade de força para trazer os dedos para cima. Quando o utente tem de dar um passo adiante, os contratos de cabos traseiros para garantir seu pé empurra fora da terra, um movimento chamado flexão plantar.

O exosuit traça as suas raízes para um robô macio projetado para os militares por uma equipe da Harvard Biodesign Lab no Instituto Wyss para Engenharia Biologicamente Inspirada na Universidade de Harvard. Isso terno, desenvolvido em colaboração com Sargent Kenneth Holt, um emérito professor associado de fisioterapia e treinamento atlético, se destina a ajudar os soldados e pessoal de emergência transportar cargas pesadas com o mínimo de esforço. Com um cabo semelhante, embrulho, e combinação de motor, ele funciona em harmonia com o corpo para ajudar a reduzir a tensão associada a arrastar embalagens pesadas. Através da aplicação de forças auxiliares ao tornozelo e quadril, o terno que ainda está em desenvolvimento, reduz a quantidade de energia necessária para transportar uma carga equivalente a 30 por cento do peso corporal de um utilizador em cerca de 7 por cento, de acordo com um estudo publicado em maio 2016 Journal of Neuroengineering e Reabilitação.

Sargent professores terapia física Terry Ellis (esquerda) e Lou Awad estão desenvolvendo a exosuit médica para ajudar as pessoas a reaprender a andar após um acidente vascular cerebral. Foto por Dana Smith

Para adaptar o terno para uma finalidade médica, Wyss convidou Ellis e Awad para se juntar a sua equipe de engenheiros, Cientistas da computação, e desenvolvedores de negócios. Eles precisavam de “pesquisadores que estão embutidos no mundo clínica e trabalhar com pacientes,”, Diz Ellis, diretor do Centro BU para Neurorehabilitation. O primeiro grande desafio foi uma prática. A ação militar foi projetado para “indivíduos de ajuste que podem lidar com a grande quantidade de força” a exosuit se aplica ao organismo, diz Awad.

Para o terno para trabalhar, o utente tem de ser capaz de suportar as forças típicas nossos músculos, tendões, e os ossos absorver todos os dias, bem como aqueles a exosuit adiciona. Isso é menos de um problema para um soldado atlético do que para um idoso que sofreu um acidente vascular cerebral.

Ao desenvolver a versão médica, a equipe começou explorando têxteis menos rígidas do que as usadas para a terno militar. “Os primeiros protótipos usado cinto de cinto de segurança,”, Diz Awad, diretor do Laboratório BU Neuromotora Recuperação; em contraste, o terno médica é feita de “materiais compósitos que criam um seguro, respirável, e forma-encaixe interface com a perna do utente.”Eles fizeram outras mudanças, também. Embora o original é usado em ambas as pernas contra uma das pernas do terno médica, ele só auxilia na empurrando-os militares não têm de se preocupar com soldados arrastando seus dedos. “O objetivo com a ação militar é vencer a natureza, quebrar essa barreira que a natureza fornecida,”, Diz Awad. “Com a exosuit médica, o objetivo é trazer as pessoas de volta para onde estavam.”

Ambas as versões do terno tem sensores que indicam ao controle de computador unidade-Awad chama-lhe o cérebro, onde uma pessoa está em seu passo, para que ele possa fornecer a quantidade certa de força para cada indivíduo. O cérebro é adaptável, diz Awad, “Por isso, se uma pessoa de repente começa a andar mais rápido ou muda sua cadência, ele reconhece que e responde em conformidade.”Ele deve, eventualmente, permitir que usuários para navegar terreno irregular, Embora os testes tem sido até agora limitada ao laboratório.

Awad diz que o terno é on-the-fly pensamento é uma das características que o diferencia de outros em desenvolvimento e uma das maiores contribuições da equipe Sargent. Como os tecidos menos rígidas, os algoritmos ligados à unidade de controle do exosuit médica também ajudar a garantir que ele não colocar muita pressão sobre o corpo do utente.

“É um produto de um profundo entendimento de como as pessoas se movem e como o movimento dá errado depois de algo como um acidente vascular cerebral," ele diz. “Isso veio de nossas discussões com a equipe de biomecânica, os engenheiros, ensinando-lhes como pessoas com um movimento acidente vascular cerebral; eles não têm essa experiência.”

"AMD! AMD! AMD!”

O exosuit médica está anos-luz à frente da alternativa atual para reabilitação após um acidente vascular cerebral: a órtese tornozelo pé, uma engenhoca deselegante de plástico moldado que tem sido usada desde o início de 1980. A bota rígida corre o bezerro e sob o tacão, segurando a perna e pé em um ângulo de 90 graus. Ao manter o tornozelo bloqueado, a órtese evita que o utente arranca a partir de seus dedos dos pés e trip, “Mas porque você tem um ângulo de 90 graus rígida, você não pode empurrar off, para que tipo de levantar a perna e perder algumas das características principais de uma marcha normal,”, Diz Ellis. A inicialização permite que as pessoas a ganhar um grau de independência, mas não levá-los de volta para as atividades que eles gostam. E, Awad adiciona, ele pode trazer suas próprias complicações. “Se você teve um acidente vascular cerebral em uma idade jovem," ele diz, “Os músculos que podem não ter sido directamente afectadas pelo derrame vão sofrer.”

em testes, alguns participantes vestindo a exosuit médicos têm sido capazes de quase recuperar suas velocidades de locomoção pré-AVC. Em uma sessão de testes exosuit, o usuário começou superando o fisioterapeuta monitorando seu progresso. Noutro, Awad assistiu como participante começou a gritar, "AMD! AMD! AMD!”Na felicidade. "Ela me disse, ‘Eu estava pensando sobre a minha lista de compras; Eu nunca sou capaz de pensar em nada, exceto uma curta, o próximo passo na minha frente, caso contrário eu vou cair.”

Uma das metas futuras para desenvolvedores do exosuit é melhorar os sensores do apoio para caminhar biônico para ajudá-lo melhor se adaptar a diferentes actividades. Photo by Rolex / Fred Merz

Em uma série de apresentações e artigos de jornal, os pesquisadores quantificaram o impacto do terno. Eles descobriram participantes empurrado para fora da terra de forma mais eficaz e usado menos energia, e que andou mais rápido em longas distâncias. A pesquisa, que começou com financiamento militar através da Projeto DARPA Guerreiro Web e também foi apoiado pela National Science Foundation, Instituto Wyss, Harvard Paulson Escola, e a Associação Americana do Coração, foi publicado no Julho 26, 2017, edição Science Translational Medicine. O investigador principal é Conor Walsh, um professor associado de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard e membro do corpo docente do núcleo do Instituto Wyss.

se Ellis não pretende para o terno para substituir fisioterapeutas na reabilitação acidente vascular cerebral. Em vez de, que poderia ser usado para ajudar as pessoas a reaprender a pé no rescaldo de um acidente vascular cerebral e permitir-lhes a prática de caminhar em casa após a alta hospitalar.

"Neste país, uma vez que você teve um acidente vascular cerebral, após cerca de três meses, você é feito com toda a reabilitação," ela diz. “É uma verdadeira desvantagem porque há uma série de estudos que mostram que a reabilitação nas fases crônicas é muito eficaz e pode melhorar a função. Um terapeuta pode prescrever o exosuit com parâmetros de votos para cada indivíduo “.

Aperfeiçoar a Ciência

A equipe está buscando financiamento para investigar a melhor forma de usar o exosuit além do laboratório e, recentemente, ganhou um Instituto Nacional de Saúde conceder, concedido através da Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano, para continuar a desenvolver a tecnologia. Ela pretende explorar outras aplicações, como personalizar o terno para ajudar as pessoas com a doença de Parkinson, esclerose múltipla, e paralisia cerebral. Para agora, Apesar, o objetivo principal é conseguir o terno pronto para as pessoas que tiveram um acidente vascular cerebral. O exosuit médica atualmente só aumenta o tornozelo, mas um novo projeto com Harvard vai se concentrar em um sistema que integra suporte para o joelho e quadril.

Em um projeto separado, financiados por uma BU Clínica & concessão piloto Translational Science Institute, Awad está estudando maneiras de melhorar a forma como wearable dispositivos como exosuits sentido e ajudar o movimento prejudicado. Ele diz que os sensores de corrente são bons em dados de rastreamento como ângulo da articulação e velocidade-how conjunto de fast a perna está se movendo, mas não tão bem sucedido na determinação da atividade associada a esse movimento: é a curta usuário ou colocar em marcha, eles estão transformando ou andar em linha reta? Com Roberto Tron, um professor assistente na BU Faculdade de Engenharia, ele está sistemas que poderiam calcular ambos explorando.

De acordo com ReWalk Robotics, a empresa que licenciou a tecnologia, a versão atual do exosuit médica poderia pendente FDA aprovação-estar pronto para enviar o mais rapidamente 2018. Ele não vai ajudar ninguém swoop para a estratosfera como Homem de Ferro, mas poderia dar uma abundância de avós a oportunidade de jogar super-heróis novamente.


Fonte: http://www.bu.edu, por

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