뇌졸중 발병 후 여러가지 기능장애가 발생할 수 있으며, 대표적으로 손목과 손가락의 기능 장애이다. 손목과 손가락은 일상생활에서 가장 많이 사용하는 관절 부위이기 때문에 이들에 대한 재활치료로봇 또는 도구를 이용한 체계적인 훈련이 필요한 실정이다. 이러한 재활치료는 집중적이며 장기간의 치료행위가 필요하며 이를 위한 로봇을 활용한 재활치료사의 자동화를 목표로 개발되어지기도 하지만 본질적으로 재활치료를 위한 로봇의 개발이 필요하다. 국내외 재활로봇은 대부분 어깨와 팔꿈치를 포함하는 상지 또는 보행 보조를 위한 하지 재활을 목적으로 하는 치료로봇이 대부분이다. 손목과 손가락 재활 로봇은 상대적으로 적고, 각 관절의 독립적인 운동이 가능한 ...
뇌졸중 발병 후 여러가지 기능장애가 발생할 수 있으며, 대표적으로 손목과 손가락의 기능 장애이다. 손목과 손가락은 일상생활에서 가장 많이 사용하는 관절 부위이기 때문에 이들에 대한 재활치료로봇 또는 도구를 이용한 체계적인 훈련이 필요한 실정이다. 이러한 재활치료는 집중적이며 장기간의 치료행위가 필요하며 이를 위한 로봇을 활용한 재활치료사의 자동화를 목표로 개발되어지기도 하지만 본질적으로 재활치료를 위한 로봇의 개발이 필요하다. 국내외 재활로봇은 대부분 어깨와 팔꿈치를 포함하는 상지 또는 보행 보조를 위한 하지 재활을 목적으로 하는 치료로봇이 대부분이다. 손목과 손가락 재활 로봇은 상대적으로 적고, 각 관절의 독립적인 운동이 가능한 외골격 형태의 재활로봇은 착용시간이 오래 걸리고 환자에 따른 조절 부분이 부족하고, 손가락 관절 운동은 구조적으로 복잡하여 모델링 및 개발이 쉽지 않다. 임상적으로 유효한 손목과 손가락 재활기구 수요가 증가하고 있으며 유효성이 검증되고 착용이 쉬운 능동적인 손목과 손가락의 재활기구가 필요하다. 본 논문에서는 손목과 손가락에 특화된 맞춤형 재활훈련 기기 및 전용 프로그램을 개발하고 손가락 운동을 중심으로 손목 운동이 함께 이루어질 수 있는 동작 구현에 대해 제안하고자 한다. 스캇 러쉘 링키지 구조의 독립적인 5자유도의 손가락으로 피칭 운동이 가능하고, NU-Wrist 구조의 3자유도 손목 움직임으로 효과적인 재활치료 동작을 만들 수 있다. 손가락 끝단에 힘 센서를 결합하고 움직임 의도를 측정하여 반복적인 동작 수행이 가능 할 수 있도록 하였고, 최대 6축의 입출력을 갖는 3D 모션 컨트롤러를 이용하여 줌 동작 시 굽힘 및 젖힘 관절 재활 동작을 수행하고, 롤 동작 시 요측편위 및 척측편위 관절 재활 동작을 수행하고, 스핀 동작 시 회내 및 회외 관절 재활 동작을 수행한다. 8자유도 재활치료 시스템의 신뢰성을 위해 이더켓 기반의 센서 인터페이스 및 제어 네트워크를 구성하고 실시간 제어를 위한 이더넷 기반으로 운영이 가능한 미들웨어를 개발하였다. 재활치료로봇을 운영하는 전용 프로그램을 통해 환자별 힘의 세기를 측정하여 미세 조정 후 움직임 범위를 다르게 하여 재활이 가능하다. 재활로봇의 구동부에 물리적인 스토퍼를 설치하고, 추가적으로 전원을 차단할 수 있는 비상정지 스위치를 조합하여 안정성을 보장한다. 개발한 재활 훈련기기는 상지 기능회복 단계에 따라 맞춤형 콘텐츠를 활용하여 적극적인 재활훈련 참여를 유도할 수 있다. 재활훈련 로봇에 대한 연구를 병원, 기업, 연구원과 함께 진행함으로써 환자에게 능동적으로 손목 및 손가락 재활치료가 가능함을 확인하였다. 재활 훈련기기의 각 손가락별 링크 규격이 동일하여 다소 길이가 짧은 엄지손가락과 새끼손가락 착용이 다소 불편하고, 로봇 몸체 및 전완거치대 높이 조절이 어려워 환자의 불편함을 최소화 할 수 있는 추가 장치들이 필요하다. 현재 재활로봇을 개발하고 원천기술 확보를 위한 전문가 집단이 부족하고, 재활로봇 운용이 가능한 치료사의 노하우에 의존적이다. 누구나 접근이 가능하고 환자의 특성에 따른 서로 다른 치료 원리의 기반과 방법에 대한 명확한 규명이 필요하고, 마지막으로 실제적이고 임상적 효과에 주안한 목표 지향적인 치료 프로그램에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
뇌졸중 발병 후 여러가지 기능장애가 발생할 수 있으며, 대표적으로 손목과 손가락의 기능 장애이다. 손목과 손가락은 일상생활에서 가장 많이 사용하는 관절 부위이기 때문에 이들에 대한 재활치료로봇 또는 도구를 이용한 체계적인 훈련이 필요한 실정이다. 이러한 재활치료는 집중적이며 장기간의 치료행위가 필요하며 이를 위한 로봇을 활용한 재활치료사의 자동화를 목표로 개발되어지기도 하지만 본질적으로 재활치료를 위한 로봇의 개발이 필요하다. 국내외 재활로봇은 대부분 어깨와 팔꿈치를 포함하는 상지 또는 보행 보조를 위한 하지 재활을 목적으로 하는 치료로봇이 대부분이다. 손목과 손가락 재활 로봇은 상대적으로 적고, 각 관절의 독립적인 운동이 가능한 외골격 형태의 재활로봇은 착용시간이 오래 걸리고 환자에 따른 조절 부분이 부족하고, 손가락 관절 운동은 구조적으로 복잡하여 모델링 및 개발이 쉽지 않다. 임상적으로 유효한 손목과 손가락 재활기구 수요가 증가하고 있으며 유효성이 검증되고 착용이 쉬운 능동적인 손목과 손가락의 재활기구가 필요하다. 본 논문에서는 손목과 손가락에 특화된 맞춤형 재활훈련 기기 및 전용 프로그램을 개발하고 손가락 운동을 중심으로 손목 운동이 함께 이루어질 수 있는 동작 구현에 대해 제안하고자 한다. 스캇 러쉘 링키지 구조의 독립적인 5자유도의 손가락으로 피칭 운동이 가능하고, NU-Wrist 구조의 3자유도 손목 움직임으로 효과적인 재활치료 동작을 만들 수 있다. 손가락 끝단에 힘 센서를 결합하고 움직임 의도를 측정하여 반복적인 동작 수행이 가능 할 수 있도록 하였고, 최대 6축의 입출력을 갖는 3D 모션 컨트롤러를 이용하여 줌 동작 시 굽힘 및 젖힘 관절 재활 동작을 수행하고, 롤 동작 시 요측편위 및 척측편위 관절 재활 동작을 수행하고, 스핀 동작 시 회내 및 회외 관절 재활 동작을 수행한다. 8자유도 재활치료 시스템의 신뢰성을 위해 이더켓 기반의 센서 인터페이스 및 제어 네트워크를 구성하고 실시간 제어를 위한 이더넷 기반으로 운영이 가능한 미들웨어를 개발하였다. 재활치료로봇을 운영하는 전용 프로그램을 통해 환자별 힘의 세기를 측정하여 미세 조정 후 움직임 범위를 다르게 하여 재활이 가능하다. 재활로봇의 구동부에 물리적인 스토퍼를 설치하고, 추가적으로 전원을 차단할 수 있는 비상정지 스위치를 조합하여 안정성을 보장한다. 개발한 재활 훈련기기는 상지 기능회복 단계에 따라 맞춤형 콘텐츠를 활용하여 적극적인 재활훈련 참여를 유도할 수 있다. 재활훈련 로봇에 대한 연구를 병원, 기업, 연구원과 함께 진행함으로써 환자에게 능동적으로 손목 및 손가락 재활치료가 가능함을 확인하였다. 재활 훈련기기의 각 손가락별 링크 규격이 동일하여 다소 길이가 짧은 엄지손가락과 새끼손가락 착용이 다소 불편하고, 로봇 몸체 및 전완거치대 높이 조절이 어려워 환자의 불편함을 최소화 할 수 있는 추가 장치들이 필요하다. 현재 재활로봇을 개발하고 원천기술 확보를 위한 전문가 집단이 부족하고, 재활로봇 운용이 가능한 치료사의 노하우에 의존적이다. 누구나 접근이 가능하고 환자의 특성에 따른 서로 다른 치료 원리의 기반과 방법에 대한 명확한 규명이 필요하고, 마지막으로 실제적이고 임상적 효과에 주안한 목표 지향적인 치료 프로그램에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
Various functional disabilities can occur after a stroke and representative of these are functional disabilities of the wrists and fingers. As the wrists and fingers are joints that are used most in everyday life, systematic training that uses rehabilitation treatment robots or tools is needed. Such...
Various functional disabilities can occur after a stroke and representative of these are functional disabilities of the wrists and fingers. As the wrists and fingers are joints that are used most in everyday life, systematic training that uses rehabilitation treatment robots or tools is needed. Such rehabilitation treatment needs long-term focused treatment actions and while robots do get developed, aiming for the automation of rehabilitation therapists, essentially, the development of robots for rehabilitation treatment, is needed. Most rehabilitation robots in Korea and abroad are treatment robots that aim to rehabilitate the upper limbs that include the shoulders and elbows or that provide walking assistance for the rehabilitation of the lower limbs. There are a relatively smaller number of wrist and finger rehabilitation robots and rehabilitation robots with an exoskeletal form, which allow for the independent exercise of each joint, take a long time to wear and lack adjustable parts for each patient and as finger joint exercises are structurally complex, modeling and development are not easy. The demand for clinically valid wrist and finger rehabilitation equipment is increasing and active rehabilitation equipment for the wrist and fingers that have had their validity verified and are easy to wear are needed. This thesis develops customized rehabilitation training equipment and an exclusive program specialized for the wrists and fingers and it attempts to make proposals for the realization of motions centering on finger exercises that can be implemented together with wrist exercises. Pitching exercises are made possible using the independent 5-DOF fingers of the Scott Rushell linkage structure and effective rehabilitation treatment motions can be made using 3-DOF wrist movements of the NU-Wrist structure. A force sensor is combined to fingertips and movement intentions are measured allowing for the performance of repeated movement and using a 3D Motion controller that has an extruding force with a maximum of 6 axes, flexion and extension joint rehabilitation motions are carried out during zoom movements, radial deviation and ulnar deviation joint rehabilitation motions are carried out during roll movements, and pronation and supination rehabilitation motions are carried out during spin movements. For the reliability of an 8-DOF rehabilitation treatment system, an EtherCAT-based sensor interface and control network was composed and middleware that allows Ethernet-based operations for real time control was developed. Rehabilitation is made possible through an exclusive program that manages rehabilitation treatment robots, measures the strength of each patient, makes fine adjustments, and makes movement scopes different. A physical stopper is installed onto the driving part of the rehabilitation robot and an emergency stop switch that can shut power off is additionally combined to secure safety. Developed rehabilitation training equipment can induce active rehabilitation training participation using customized contents according to upper body function recovery stages. By conducting research on rehabilitation training robots together with hospitals, businesses, and researchers, verifications were made that wrist and finger rehabilitation treatment can be actively given to patients. Link standards for each finger of rehabilitation training equipment are identical, thumb and little finger, which are relatively shorter, become slightly uncomfortable when the equipment is worn and height adjustments for robot bodies and forearm stands are difficult to make so additional devices that can minimize patient discomfort are needed. Presently, there is an insufficient amount of expert groups for the development of rehabilitation robots and the securement of source technology and rehabilitation robot management is dependent on the know-how of therapists. Clear inquiries regarding the foundations and methods of treatment principles that differ according to patient characteristics and that can be accessed by anyone are needed and lastly, additional research regarding goal-oriented treatment programs focused on actual and clinical results is needed.
Various functional disabilities can occur after a stroke and representative of these are functional disabilities of the wrists and fingers. As the wrists and fingers are joints that are used most in everyday life, systematic training that uses rehabilitation treatment robots or tools is needed. Such rehabilitation treatment needs long-term focused treatment actions and while robots do get developed, aiming for the automation of rehabilitation therapists, essentially, the development of robots for rehabilitation treatment, is needed. Most rehabilitation robots in Korea and abroad are treatment robots that aim to rehabilitate the upper limbs that include the shoulders and elbows or that provide walking assistance for the rehabilitation of the lower limbs. There are a relatively smaller number of wrist and finger rehabilitation robots and rehabilitation robots with an exoskeletal form, which allow for the independent exercise of each joint, take a long time to wear and lack adjustable parts for each patient and as finger joint exercises are structurally complex, modeling and development are not easy. The demand for clinically valid wrist and finger rehabilitation equipment is increasing and active rehabilitation equipment for the wrist and fingers that have had their validity verified and are easy to wear are needed. This thesis develops customized rehabilitation training equipment and an exclusive program specialized for the wrists and fingers and it attempts to make proposals for the realization of motions centering on finger exercises that can be implemented together with wrist exercises. Pitching exercises are made possible using the independent 5-DOF fingers of the Scott Rushell linkage structure and effective rehabilitation treatment motions can be made using 3-DOF wrist movements of the NU-Wrist structure. A force sensor is combined to fingertips and movement intentions are measured allowing for the performance of repeated movement and using a 3D Motion controller that has an extruding force with a maximum of 6 axes, flexion and extension joint rehabilitation motions are carried out during zoom movements, radial deviation and ulnar deviation joint rehabilitation motions are carried out during roll movements, and pronation and supination rehabilitation motions are carried out during spin movements. For the reliability of an 8-DOF rehabilitation treatment system, an EtherCAT-based sensor interface and control network was composed and middleware that allows Ethernet-based operations for real time control was developed. Rehabilitation is made possible through an exclusive program that manages rehabilitation treatment robots, measures the strength of each patient, makes fine adjustments, and makes movement scopes different. A physical stopper is installed onto the driving part of the rehabilitation robot and an emergency stop switch that can shut power off is additionally combined to secure safety. Developed rehabilitation training equipment can induce active rehabilitation training participation using customized contents according to upper body function recovery stages. By conducting research on rehabilitation training robots together with hospitals, businesses, and researchers, verifications were made that wrist and finger rehabilitation treatment can be actively given to patients. Link standards for each finger of rehabilitation training equipment are identical, thumb and little finger, which are relatively shorter, become slightly uncomfortable when the equipment is worn and height adjustments for robot bodies and forearm stands are difficult to make so additional devices that can minimize patient discomfort are needed. Presently, there is an insufficient amount of expert groups for the development of rehabilitation robots and the securement of source technology and rehabilitation robot management is dependent on the know-how of therapists. Clear inquiries regarding the foundations and methods of treatment principles that differ according to patient characteristics and that can be accessed by anyone are needed and lastly, additional research regarding goal-oriented treatment programs focused on actual and clinical results is needed.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.