Η κινητικότητα του χεριού μπορεί να επηρεαστεί σημαντικά ύστερα από τραυματισμούς σε τένοντες ή εγκεφαλικά επεισόδια, επηρεάζοντας την καθημερινότητα και την ανεξαρτησία των ασθενών. Σε αυτό το πλαίσιο, οι εξωσκελετοί αναδεικνύονται ως μία πολλά υποσχόμενη τεχνολογική λύση, προσφέροντας στήριξη και αποκατάσταση μέσω ελεγχόμενων κινήσεων του καρπού και των δακτύλων. Πρόκειται για μηχανικές κατασκευές που φοριούνται όπως ένα «δεύτερο δέρμα» πάνω στο χέρι και υποστηρίζουν ενεργά την κινητικότητα.
Ωστόσο, μόνο οι εξωσκελετοί που είναι απόλυτα προσαρμοσμένοι στο εκάστοτε χέρι—και ταυτόχρονα πληρούν βασικές απαιτήσεις όπως μικρό βάρος και συμπαγής σχεδίαση—μπορούν πραγματικά να προσφέρουν θεραπευτική επιτυχία. Ένας δύσχρηστος μηχανισμός, όσο εξελιγμένος και αν είναι, πιθανότατα θα μείνει αχρησιμοποίητος.
Καινοτομία με Τρισδιάστατη Εκτύπωση και CAD Σχεδίαση
Το Ινστιτούτο Fraunhofer για Εργαλεία Μηχανών και Τεχνολογία Σχηματοποίησης (IWU) αναπτύσσει εξειδικευμένους εξωσκελετούς χεριού, αξιοποιώντας κράματα με μνήμη σχήματος (SMAs), βηματικούς κινητήρες και τεχνολογίες 3D εκτύπωσης. Κεντρική ιδέα της προσέγγισης είναι η τέλεια εφαρμογή στη μοναδική ανατομία του κάθε χεριού.
Κάθε ανθρώπινο χέρι διαφέρει όχι μόνο σε μέγεθος, αλλά και σε αναλογίες—ακόμη και τα δύο χέρια του ίδιου ατόμου μπορεί να έχουν σημαντικές διαφορές. Η χρήση της επιλεκτικής σύντηξης με λέιζερ (SLS) στην τρισδιάστατη εκτύπωση παρέχει απεριόριστη γεωμετρική ευελιξία. Αν το χέρι έχει σαρωθεί ψηφιακά σε 3D, μπορούν να χαρτογραφηθούν οι γεωμετρικές σχέσεις των επιμέρους δομών, επιτρέποντας εξαιρετικά ακριβή εφαρμογή και ευκολότερες μελλοντικές προσαρμογές.
Ελαφρύ, Συμπαγές και Εξαιρετικά Ακριβές Σύστημα Κίνησης
Η εξατομικευμένη εφαρμογή δεν αφορά μόνο το σχήμα του χεριού, αλλά και τη δύναμη λαβής. Ειδικά για γυναίκες και παιδιά, είναι κρίσιμο το σύστημα να προσαρμόζεται στις ανάγκες τους. Ταυτόχρονα, ένα βαρύ βοήθημα θα ήταν απαγορευτικό για χρήση.
Η υποψήφια διδάκτωρ Alina Carabello, σε συνεργασία με το Fraunhofer IWU και το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Chemnitz, ανέπτυξε ένα προηγμένο σύστημα μετάδοσης κίνησης. Ο συνδυασμός βηματικού κινητήρα με ενεργοποιούμενα σύρματα από SMA προσφέρει διπλή κατεύθυνση κίνησης (κάμψη και έκταση) με μόνο δύο τεχνητούς τένοντες. Η συσκευή επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο των κινήσεων, ακόμη και σε πολύπλοκες καταστάσεις—όπως η συγκράτηση ενός πλαστικού μπουκαλιού μετά το άνοιγμα.
Πώς Λειτουργεί ο Εξωσκελετός
Το σύστημα περιλαμβάνει γρανάζια, μοχλούς, μανταλάκια και SMA σύρματα. Όταν το σύρμα θερμαίνεται μέσω ηλεκτρικού ρεύματος από έναν μικροελεγκτή, συστέλλεται και προκαλεί περιστροφή του μοχλού. Αυτή η περιστροφή κινεί το γρανάζι και προκαλεί έλξη ή χαλάρωση στον τένοντα, επιτυγχάνοντας κάμψη ή έκταση του δακτύλου.
Καθώς το σύρμα SMA ψύχεται, επανέρχεται στο αρχικό του μήκος είτε με τη βοήθεια ελατηρίου είτε με χρήση δεύτερου SMA σύρματος. Το αποτέλεσμα είναι μία ακριβής, ασφαλής και επαναλαμβανόμενη κίνηση—ιδανική για θεραπευτική χρήση, ακόμα και χωρίς την παρουσία θεραπευτή.
Εξατομικευμένη Τεχνολογία για Αληθινή Ανεξαρτησία
Το Fraunhofer IWU αναγνωρίζει την αυξανόμενη ανάγκη για εξατομικευμένες ιατρικές συσκευές που ανταποκρίνονται στις ατομικές ανάγκες των ασθενών. Πολλά βοηθήματα είναι κατασκευασμένα με βάση πρότυπα μεγέθη και δεν λαμβάνουν υπόψη παράγοντες όπως φύλο, ηλικία, βάρος ή ιδιαιτερότητες κινητικότητας—και δεν μπορούν να τροποποιηθούν εύκολα.
Ο συγκεκριμένος εξωσκελετός αναπτύχθηκε με στόχο την αποκατάσταση μετά από τραυματισμούς σε τένοντες λόγω ατυχημάτων. Παρ’ όλα αυτά, αποδεικνύεται εξαιρετικά χρήσιμος και σε περιπτώσεις εγκεφαλικών ή συγγενών παραλύσεων, όπου η άσκηση και η κινητοποίηση του χεριού είναι ζωτικής σημασίας για τη νευρολογική αποκατάσταση.
Επειδή οι συχνές συνεδρίες αποκατάστασης δεν είναι πάντα εφικτές λόγω περιορισμένου χρόνου των θεραπευτών, οι εξωσκελετοί της Fraunhofer IWU προσφέρουν μία λύση που επιτρέπει την άσκηση και την πρόοδο, ακόμα και στο σπίτι, με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα.
Οι εξωσκελετοί νέας γενιάς ανοίγουν νέους δρόμους στην αποκατάσταση, προσφέροντας ανεξαρτησία και ποιότητα ζωής σε ανθρώπους κάθε ηλικίας. Με την υποστήριξη της προηγμένης μηχανολογίας και της εξατομίκευσης, το μέλλον της αποκατάστασης φαίνεται πιο φωτεινό—και πιο ανθρώπινο. Αυτή η τεχνολογική εξέλιξη δεν είναι απλώς ένα βήμα μπροστά στην ιατρική τεχνολογία, αλλά μια γέφυρα προς την αξιοπρέπεια και την ανεξαρτησία για χιλιάδες ανθρώπους σε όλο τον κόσμο.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!