Реабилитационный кистевой экзоскелет для восстановления утраченных функций верхней конечности

Реабилитационный кистевой экзоскелет для восстановления утраченных функций верхней конечности

Борзенко Евгений Иванович
д.ф.-м.н., с.н.с., Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ), 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 36, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0001-6264-1776

Жданов Дмитрий Сергеевич
к.т.н., заведующий лабораторией, ТГУ, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 36, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-8639-0681

Макаров Роман Евгеньевич
Лаборант, ТГУ, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 36, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0009-0008-3805-6874

Индекс УДК: 616-77

EDN: BCJZUO

Аннотация. Представлена модернизированная версия мехатронного экзоскелета кисти человека, предназначенного для восстановления функции верхней конечности пациентов, перенесших инсульт или другие травмы, и результаты его экспериментальных исследований. Работоспособность устройства проверялась на кисти здорового человека, а также с использованием макета кисти. Полученные результаты позволили выработать критерии, соблюдение которых позволит провести доработку существующей конструкции и улучшить функциональные характеристики подобных устройств, и перейти к клиническим испытаниям на больных людях.

Ключевые слова: экзоскелет, кисть, конечность, инсульт, реабилитация, конструкция, двигатель, трос Боудена, робототехника, микроконтроллер

Для цитирования: Борзенко Д.С. Реабилитационный кистевой экзоскелет для восстановления утраченных функций верхней конечности / Е.И. Борзенко, Д.С. Жданов, Р.Е. Макаров // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 13. – № 3. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2025. – С. 225-231. – EDN: BCJZUO.

Благодарности
Результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России, проект № FSWM-2025-0020.

Список источников

  1. Robot-assisted movement training compared with conventional therapy techniques for the rehabilitation of upper-limb motor function after stroke / Lum P.S. [et al.] // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 2002, Vol. 83, I.7, Pp. 952–959. DOI:10.1053/apmr.2001.33101. – Text: electronic.
  2. du Plessis T. A Review of Active Hand Exoskeletons for Rehabilitation and Assistance / du Plessis T., Djouani K., Oosthuizen C. // Robotics, 2021, Vol. 10, I. 1, Pp. 1-42. DOI: 10.3390/robotics10010040.
  3. Effect of yoga on pulse rate variability measured from a venous pressure waveform / Hernando D. [et al.] // 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2019, Pp. 372-375. DOI:10.1109/embc.2019.8856657.
  4. sEMG-Controlled Soft Exo-Glove for Assistive Rehabilitation Therapies / Copaci D. [et al.] // IEEE Access, 2024, Vol. 12, Pp. 43506-43518. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3380469.
  5. Инновационный протез предплечья с одновременным управлением тремя функциями искусственной кисти / Г.Н. Буров [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика, 2019, Т. 7, № 3, С. 233-239. DOI: 10.31776/RTCJ.7308.
  6. Разработка и реализация макета бионического протеза кисти руки / А.Н. Афонин [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика, 2016, Т. 3, № 12, С. 68-71. EDN: VSZCLC.
  7. Gerez L. On the Development of Adaptive, Tendon-Driven, Wearable Exo-Gloves for Grasping Capabilities Enhancement / Gerez L., Chen J., Liarokapis M. // IEEE Robotics and Automation Letters, Vol. 4, No. 2, April 2019. Pp. 422-429. DOI: 10.1109/LRA.2019.2890853.
  8. Exo-Glove Poly II: A Polymer-Based Soft Wearable Robot for the Hand with a Tendon-Driven Actuation System / Kang B.B. [et al.] // Soft Robotics, 2019. Apr; 6(2):214-227. DOI:10.1089/soro.2018.0006.
  9. SMA-Based Soft Exo-Glove / Serrano D. [et al.] // IEEE Robotics and Automation Letters, 2023, Vol. 8, Is. 9. Pp.5448-5455. DOI: 10.1109/LRA.2023.3295994.
  10. Popov D. Portable Exoskeleton Glove With Soft Structure for Hand Assistance in Activities of Daily Living / D. Popov, I. Gaponov, Jee-Hwan Ryu // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2019, Vol. 22, Is. 2, Pp. 865 875. DOI:10.1109/tmech.2016.2641932.
  11. A Soft Hand Exoskeleton With a Novel Tendon Layout to Improve Stable Wearing in Grasping Assistance / Bagneschi T. [et al.] // IEEE Transactions on Haptics, 2023, Vol. 16, Is. 2, Pp. 311-321. DOI: 10.1109/TOH.2023.3273908.
  12. Mochammad Ariyanto. Affordable Fabric-Based Portable Soft Exoskeleton for Hand Grasping Assistance in Daily Activity / Mochammad Ariyanto [et al.] // Mendeley Data, 2023, V1. DOI:10.17632/tz7bnfyj3s.1.
  13. В., Буреев А.Ш. Мехатронный экзоскелет кисти для реабилитации после инсульта // Мехатроника, автоматизация, управление, 2024, Вып. 25, № 2, С. 101-107. DOI: 10.17587/mau.25.101-107.
  14. Разработка тросовой системы кистевого экзоскелета для восстановления утраченной функции конечности / Е.И. Борзенко [и др.] // XX межд. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии»: сборник, 2023, С. 285-287. EDN: SGTJNP.

Поступила в редакцию 24.01.2025
Поступила после рецензирования 31.03.2025
Принята к публикации 27.04.2025