อุปกรณ์ฟื้นฟูแขนแบบ 2 ข้าง สำหรับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง
การออกแบบและประเมินผลของอุปกรณ์ฟื้นฟูรยางค์ส่วนบน 4-DoF เพื่อพัฒนาการควบคุมกล้ามเนื้อและการฟื้นฟูสมรรถภาพของแขน
Design and Evaluation of 4-DoF Machine for Improving Muscle Control and Upper Extremity Rehabilitation
Philippine Journal of Science Vol. 152 No. 6A, December 2023 Part A
🔴 โรคหลอดเลือดสมองถือเป็นหนึ่งในโรคหลักที่นำไปสู่ความทุพพลภาพไปจนถึงการตายในปัจจุบัน ปัญหาทั้งด้านความบกพร่อง ความสามารถในการควบคุม การประสานงานของการเคลื่อนไหวของรยางค์ส่วนบนหรือแขน ภายหลังจากการเกิดโรคหลอดเลือดสมองนั้น ถือเป็นปัญหาสำคัญสำหรับการฟื้นฟู
ซึ่งปัจจุบันมีรูปแบบการฟื้นฟูที่แตกต่างกันไป แต่ด้วยลักษณะการใช้งานของแขนหรือรยางค์ส่วนบนในชีวิตประจำวันนั้น ส่วนใหญ่จะเป็นกิจกรรมที่ต้องอาศัยการใช้งานของแขนทั้ง 2 ข้าง การฟื้นฟูแบบ 2 ข้าง (bilateral training) จึงเป็นรูปแบบที่น่าสนใจ แต่อย่างไรก็ตามยังพบข้อจำกัดของการฟื้นฟู ทั้งเรื่องของการฟื้นฟูด้วยจำนวนครั้ง ความถี่ที่ไม่เพียงพอ ขาดอุปกรณ์ฟื้นฟูรยางค์ส่วนบนที่เหมาะสมและผู้ป่วยสามารถเข้าถึงได้
💁♀️ จึงเป็นที่มาของแนวคิดการออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ฟื้นฟูรยางค์ส่วนบนแบบฝึกแขนสองข้าง โดยมีจุดเด่น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 2 ด้าน คือ ในส่วนของโครงสร้างอุปกรณ์ และ ระบบการประมวลผลและแสดงผล ดังนี้
📍 โครงสร้างอุปกรณ์
- 1.ขยับเคลื่อนไหวพร้อมกันแบบสมมาตรทั้ง 2 ข้าง ด้วยการใช้แขนข้างแข็งแรงช่วยแขนข้างอ่อนแรงเคลื่อนไหว
- 2.ไม่มีระบบมอเตอร์ แต่เป็นกลไกต่อโยงที่ทำหน้าที่ในการเชื่อมโยงระหว่างแขน 2 ข้าง และสามารถเกิดการเคลื่อนไหวที่ครอบคลุมท่าทางการเคลื่อนไหวได้
- 3.ระบบถ่วงดุลมวลในการช่วยพยุงแขน (counterweight balance) ทำให้ชยับเคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น
📍 ระบบการประมวลผลและแสดงผล
- 1.มีsensor loadcell 3 แกน บริเวณมือจับทั้ง 2 ข้าง เพื่อใช้ในการรับแรงและส่งข้อมูลประมวลผล
- 2.ระบบแสดงผลย้อนกลับ (feedback) ขณะทำการฝึกแบบ real-time ผ่านหน้าจอแสดงผล ทำให้สามารถปรับและแก้ไขการเคลื่อนไหวได้
แสดงส่วนประกอบอุปกรณ์
📝 ภายหลังการพัฒนาอุปกรณ์ได้ทำการศึกษาพิสัยการเคลื่อนไหว ระบบกลไกการชดเชยน้ำหนักของอุปกรณ์ (counterweight balance mechanisms) และความปลอดภัยของการออกแบบทางวิศวกรรม พบว่า อุปกรณ์มีความปลอดภัย ครอบคลุมการเคลื่อนไหว และสามารถพยุงน้ำหนักแขนขณะทำการฝึกได้ตามที่ตั้งเป้าหมายไว้
📝 ภายหลังการทดสอบด้านการออกแบบและการคำนวณหลักการทางวิศวกรรม ได้ทำการศึกษา ในส่วนที่ 1 เป็นการศึกษาความสามารถในการรับข้อมูลและการประมวลผลของ sensor loadcell โดยการหาความสอดคล้องของข้อมูลระหว่าง sensor loadcell เทียบกับข้อมูลที่ได้จากการวัดการทำงานของกล้ามเนื้อ ด้วย Electromyography (EMG) ในกลุ่มอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี (healthy subjects) จำนวน 5 คน
กราฟแสดงแนวโน้มของ Load cell และผลลัพธ์ EMG ของอาสาสมัครทั้ง 5 คน จากการเคลื่อนไหวท่า งอศอก (elbow flexion) แกน Y
💁 สรุปได้ว่า อุปกรณ์สามารถรับแรงและแสดงผลของการออกแรงแต่ละข้างได้ตามที่ต้องการได้อย่างชัดเจนในเงื่อนไขการออกแรงที่กำหนด มีความปลอดภัย ง่ายต่อการใช้งาน ไม่จำกัดช่วงมุมการเคลื่อนไหว อีกทั้งยังช่วยเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนไหวแบบผสมผสานระหว่างกล้ามเนื้อและการเคลื่อนไหวหลายข้อต่อ โดยเฉพาะข้อไหล่และข้อศอก และยังกระตุ้นให้เกิดการควบคุมการเคลื่อนไหวด้วยตนเอง ซึ่งหากฝึกซ้ำๆด้วยจำนวนครั้งและความถี่ที่เพียงพอก็จะช่วยเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนไหว การออกแรงและการควบคุมการเคลื่อนไหวได้
😊 เมื่อทดสอบด้านฟังก์ชั่นและการใช้งานของอุปกรณ์แล้ว ส่วนต่อไปจะเป็นการนำไปเก็บวิจัยทางคลินิกในกลุ่มผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองเรื้อรังจำนวน 18 คน ในการใช้งานอุปกรณ์ เป็นระยะเวลา 2 เดือน ผลการศึกษาจะเป็นอย่างไร โปรดติดตามต่อได้ค่ะ
ขอขอบคุณ ทุนสนับจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) และการสนับสนุนจากศูนย์ความเป็นเลิศทางด้านการออกแบบและพัฒนาต้นแบบทางวิศวกรรมอย่างสร้างสรรค์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ (CED2)
สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://philjournalsci.dost.gov.ph/publication/regular-issues/past-issues/124-vol-152-no-6a-december-2023-part-a/1974-design-and-evaluation-of-4-dof-machine-for-improving-muscle-control-and-upper-extremity-rehabilitation
ฐานข้อมูล Philippine journal of science,
Quartile Q3
Vol. 152 No. 6A, December 2023 Part A
- 6
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
