Опыт разработки пассивного экзоскелета для реабилитации нижних конечностей у детей с ДЦП

Abstract

Цель исследования. Провести комплексную терапию с помощью различных средств реабилитации, которые позволят откорректировать имеющуюся двигательную дисфункцию. Организация и методы исследования. Исследования проводились в центре спортивной науки Южно-Уральского государственного университета, г. Челябинск, с сентября 2019 года по декабрь 2019 года. Всего в исследовании приняли участие с их добровольного согласия 15 детей в возрасте от 4 до 8 лет. Для определения объема движения в суставах нижних конечностей был использован роботизированный комплекс BioDex. Были получены ротационные углы коленного (ак), тазобедренного (ат) и голеностопного сустава (аг). Для разработки SD-модели изделия был применен программный продукт SolidWorks. Результаты. Были получены и статистически обработаны антропометрические данные здоровых людей в возрасте от 4 до 8 лет. С использованием этих данных были рассчитаны основные линейные и пространственные параметры элементов проектируемого устройства. Далее было выполнено компьютерное моделирование экзоскелета в автоматизированной системе проектирования SolidWorks с возможностью изменения основных параметров устройства в соответствии с антропометрическими данными конкретного пациента. Заключение. Была разработана SD-модель пассивного экзоскелета. Нами был изготовлен макетный образец экзоскелета с использованием аддитивных технологий для проведения дальнейшей апробации. По итогам этого мероприятия при необходимости будет выполнена корректировка SD-модели экзоскелета и начат эксперимент по применению данного устройства для реабилитации пациентов с ДЦП. Aim. The purpose of the article is to conduct a comprehensive therapy using various means of rehabilitation, which will allow to correct the existing motor dysfunction. Materials and methods. The research was conducted at the Research Center for Sports Science (Institute of Sport, Tourism and Service, South Ural State University, Chelyabinsk) from September 2019 to December 2019. In total, 15 children aged from 4 to 8 years participated in the study after providing their voluntary consent. To determine the range of motion in the joints of the lower extremities, the BioDex robotic equipment was used. Rotational angles of the knee (ак), hip (ат), and ankle joint (аг) were obtained. SolidWorks software was used to develop a 3D model of the product. Results. Anthropometric data of healthy people aged from 4 to 8 years were obtained and statistically processed. Using this data, the basic linear and spatial parameters of the elements of the designed device were calculated. Computer simulation of the exoskeleton was performed in the SolidWorks computer-aided design system with the ability to change the basic parameters of the device in accordance with the anthropometric data of a particular patient. Conclusion. A prototype exoskeleton was made using 3D printing technology for further testing. If necessary, a 3D model of the exoskeleton will be adjusted to test this device in practice for the rehabilitation of patients with cerebral palsy.