我们设计了 DigituSync,这是一种被动外骨骼,可将两只手物理连接在一起,使两个用户能够实时自适应地传输手指运动。它使用多个四连杆来传输运动和力,同时仍保持一致的触觉反馈。此外,我们实施了一个可变长度的连杆,可以调整两个用户之间的力传输比并调节干预量,从而使用户能够定制自己的学习体验。DigituSync 的优势源于其被动设计:与现有的触觉设备(基于电机的外骨骼或电肌肉刺激)不同,DigituSync 几乎没有延迟,不需要电池/电子设备来传输或调整动作,使其在许多环境中部署都非常有用且安全,例如在学生和老师之间
摘要 细胞骨架的完整性对于吞噬作用和细胞内运输等多种细胞过程至关重要。肌动蛋白细胞骨架的组织和动态破坏会导致与年龄相关的症状和疾病,从癌症到神经退化。此外,肌动蛋白细胞骨架完整性的变化不仅会破坏体细胞和干细胞的功能,还会破坏配子的功能,导致胚胎发育异常。因此,保持细胞骨架完整性和动态的策略可能对与年龄相关的疾病有治疗作用。本文的目的是重新审视目前对肌动蛋白细胞骨架在衰老中所起的作用的理解,并回顾基础研究向干预发展转变的机遇和挑战。希望通过掌握肌动蛋白动态随年龄变化的证据,为未来的研究提供关于抗衰老医学的见解。
摘要:我们建议使用计算机视觉对上肢外骨骼进行自适应半自治控制,以帮助患有严重四方的用户增加独立性和生活质量。将基于舌的界面与半自主控制一起使用,因此,尽管从颈部瘫痪,但具有完全四倍体的人能够使用它。半自主控制使用计算机视觉来检测附近的物体,并估算如何掌握它们以帮助用户控制外骨骼。测试了三个控制方案:非自主(即使用舌头的手动控制)对照,半自主控制具有固定自治水平的,以及具有基于结合的适应性自治水平的半自主控制。进行了有或没有四肽的实验参与者的研究。根据其性能,对控制方案进行了评估,例如完成给定任务所需的时间和命令数以及用户的评分。研究表明,当使用任何一种半自主控制方案时,性能和用户评分都有明显的改善。自适应半自主控制在某些情况下,在更复杂的任务中,在使用该系统方面进行了更多培训的用户,在某些情况下,固定版本优于固定版本。
心血管疾病 (CVD) 的患病率正在迅速上升,预计到 2030 年,每年将有超过 2360 万人死于 CVD,到 2035 年,美国大约一半的成年人口将患有某种形式的 CVD。仅在美国,每年仅 CVD 的管理和治疗费用就超过 3500 亿美元,其中大部分支出用于缺血性心脏病和高血压健康服务。全球 CVD 负担日益加重,凸显了加强和持续全球预防工作以及大规模药物发现方法的必要性,这些方法可以充分满足临床未满足的需求。细胞骨架组,我们将其定义为完整的细胞骨架蛋白组,例如细丝和微管,以及其他相关材料,包括支持其结构的底层细胞外基质 (ECM),为 CVD 药物靶标发现提供了相对较新且尚未得到充分探索的途径。
在许多工业工作环境中,由于自动化流程和机器人的使用,员工的工作量正在减少。然而,在各种职业中,某些任务和活动仍将手动完成,例如护理和技术行业,这些行业高度个性化、机动性和灵活性非常重要。即使在高度自动化的操作中,例如在汽车行业,人类体力劳动对于某些装配步骤至关重要,员工还不能(目前)被机器人取代(Dengler 和 Matthes,2018 年)。虽然导致肌肉骨骼疾病 (MSD) 的因素有很多种(例如年龄、遗传、心理因素),但其中一个主要促成因素是肌肉骨骼系统的生物力学超负荷,这可以通过定期举起重物或执行单调重复的工作来促进(Marras,2005 年;da Costa 等人,2010 年)。肩关节活动范围大,特别容易受伤和超负荷(Terry and Chopp,2000 年)。例如,在德国,近 24% 的员工需要在工作期间定期搬运重物;16.9% 的员工报告定期以强制姿势工作(例如高空作业)(德国联邦劳工和社会事务部,2019 年)。因此,德国工作场所五分之一的病假是由于肌肉骨骼失调引起的,这并不奇怪。对于 55 岁以上的工人来说,频率甚至更高,为 25
外骨骼系统正逐渐用于机器人辅助手术和神经功能障碍患者的康复。我们实验室开发了一种新型上肢 (UE) 外骨骼,可能用于我们实验室的机器人辅助手术和中风康复。本研究的目的是介绍通过处理 UE 关节的运动范围 (ROM) 来自愿控制 UE 外骨骼的方法。为 UE 外骨骼运动控制设计了同侧对同侧同步 (IIS) 控制和同侧对对侧镜像 (ICM) 控制机制。进行了 3D 模拟以验证运动学运动的机械设计。然后在六名健康受试者中验证了 ROM 控制的 UE 外骨骼的性能。UE 外骨骼在 2D 面板中执行绘图动作。将 UE 外骨骼创建的绘图与健康受试者创建的绘图进行比较,以确定绘图性能的准确性。进行了可靠性统计分析(Cronbach 检验)以确定受试者表现与 UE 外骨骼表现之间的评分者间一致性。结果显示,人体绘图与外骨骼绘图之间存在极好的一致性(Cronbach Alpha 值 = 0.904,p<0.01)。这项研究表明,可以处理 UE 关节的 ROM 以自愿控制 UE 外骨骼。UE 外骨骼可能用于机器人辅助骨科手术和 UE 康复训练。
每年都有 3000 多名新发病例 [2],脑瘫是全球第三大致残原因 [3]。据估计,全球每 1,000 名新生儿中就有近 2-3 名脑瘫患者 [4,5]。创伤性脑损伤是全球另一大致残原因,每年有 6900 万人幸存 [6]。站立和行走困难是脑损伤的主要后果之一。例如,超过 63% 的中风幸存者患有半轻度至重度运动和认知障碍 [7],30%-36% 的人无法在没有辅助辅助的情况下行走 [8,9]。这会导致独立活动能力的丧失,限制社区参与和社会融合,从而引起继发性健康状况[10]。不同程度脑损伤的人会表现出常见的运动障碍,如瘫痪、痉挛或肌肉协同异常,从而导致代偿性运动和步态不对称[11-15]。这种病理性步态会妨碍熟练、舒适、安全和代谢高效的行走[16]。脑损伤后的恢复过程需要几个月到数年,并且神经系统损伤可能是永久性的[17]。有强有力的证据表明,早期、强化、重复的任务和目标导向训练(逐步适应患者的损伤程度和康复阶段)可改善功能性步行结果 [11, 18 – 23]。然而,由于资源有限和配对的异质性,物理治疗师很难提供所需的训练强度和剂量,同时提取定量信息以最大限度地提高特定患者的功能性步行能力。机器人技术在脑损伤患者的步态康复中可以发挥重要作用。机器人可以执行各种各样的任务,例如,高强度的行走、坐下/起坐或在斜坡上行走。一些机器人控制器还可以促进患者在训练过程中的主动参与和投入,例如通过改变辅助力量的水平[24,25]。训练的高重复性和强度,以及患者的参与,被列为诱导神经可塑性和运动学习的关键因素[26-28]。重要的是,临床证据表明,机器人和传统康复训练相结合对独立行走的能力、行走速度和行走能力有积极影响,尽管目前还没有确凿的证据表明机器人康复优于传统疗法[29-33]。下肢外骨骼可促进任务导向的重复运动、肌肉强化和运动协调,这已被证明对能量效率、步速、和平衡控制[34,35]。与其他机器人相比,外骨骼
1 麦哲伦大学电气工程系,蓬塔阿雷纳斯 6210427,智利;pbarria@rehabilitamos.org 2 南克鲁斯狮子俱乐部康复中心,蓬塔阿雷纳斯 6210133,智利;kbaleta@rehabilitamos.org 3 脑机接口系统实验室,系统工程和自动化系,米格尔·埃尔南德斯埃尔切大学,03202 埃尔切,西班牙 4 哥伦比亚胡里奥加拉维托工程学院生物医学工程系,波哥大 111166,哥伦比亚;angie.pino-l@mail.escuelaing.edu.co (AP);bryan.tovar@mail.escuelaing.edu.co (NT);daniel.gomez-v@mail.escuelaing.edu.co (DG-V.); marcela.munera@escuelaing.edu.co (MM) 5 圣胡安国立大学自动化研究所,阿根廷圣胡安 5400 6 圣埃斯皮里图联邦大学电气工程研究生院,巴西维多利亚 29075-910;camilo.diaz@ufes.br * 通信地址:carlos.cifuentes@escuelaing.edu.co † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
组小于对照组的组(p <0.05)。对于接收MDA-MB-453 CSC的小鼠,与对照组相比,lovastatin治疗组的平均肿瘤体积甚至更大(P <0.05)(附加文件4:图S3A)。实验结束时肿瘤重量分析证实了肿瘤体积测量的结果(附加文件4:图S3B)。 进行免疫组织化学染色以评估原位肿瘤上与EMT相关的蛋白质。 我们发现,在从MDA-MB-231 CSC衍生的异种移植肿瘤中,洛伐他汀治疗的组的间充质标记和扭曲的分数低于对照组(p <0.05)。 再次,在MDA-MB-453 CSC肿瘤中,波形蛋白和lovastatin治疗组之间没有统计学差异肿瘤重量分析证实了肿瘤体积测量的结果(附加文件4:图S3B)。进行免疫组织化学染色以评估原位肿瘤上与EMT相关的蛋白质。我们发现,在从MDA-MB-231 CSC衍生的异种移植肿瘤中,洛伐他汀治疗的组的间充质标记和扭曲的分数低于对照组(p <0.05)。再次,在MDA-MB-453 CSC肿瘤中,波形蛋白和lovastatin治疗组之间没有统计学差异
摘要。中风是全球范围内导致残疾的第三大原因。大多数受此疾病影响的人无法进行日常生活活动。将治疗带到患者家中是复杂的,而且在文献中,仍然存在尚未解决的挑战。本文从治疗师和患者的需求出发,描述了一种可能的解决方案:HANDY,一种用于中风后患者的康复主动手外骨骼。使用桌面应用程序,他们可以执行三种不同类型的锻炼:被动、主动和基于日常生活活动的锻炼。他们还可以使用跳跃运动控制器以严肃游戏的方式自己控制外骨骼。我们在 Villa Beretta 康复中心对患者评估了我们的方法。关于舒适性、可用性和使用系统的意愿的会议的初步结果令人鼓舞。关键词:手外骨骼、增材制造、中风、CAD 建模、交互式应用 DOI:https://doi.org/10.14733/cadaps.2022.405-425