Projekt

Obecné

Profil

Exoskelet » Historie » Verze 8

Jednatel J.H., 2019-05-31 16:02

1 6 Jednatel J.H.
{{>toc}}
2 1 Jednatel J.H.
3 6 Jednatel J.H.
h1(#top). Experimentální systém robotického exoskeletu kostry dolních končetin ESRE-OMI
4
5 1 Jednatel J.H.
Robotické exoskelety dolních končetin jsou zdravotnické prostředky, určené výrobcem pro použití u člověka za účelem mírnění nebo kompenzace poranění nebo zdravotního postižení, jímž je těžká až úplná ztráta hybnosti dolních končetin, jejíž příčinou je nesprávná funkce mozku, míchy, míšních kořenů, periferních nervů a svalů anebo v rámci rehabilitace po operacích kloubů kolene a kyčle, případně v rámci rekonvalescence chodidel.
6
7 4 Jednatel J.H.
ESRE-OMI se řadí do 1. generace zdravotnických prostředků v kategorii robotických exoskeletů dolních končetin. Slouží k výzkumu a vývoji metod a systémů nestacionární roboticky asistované chůzi v prostoru pro léčebnou rehabilitaci v interiéru a lehkém exteriéru za příznivých klimatických podmínek, pod vedením anebo pouze dohledem terapeuta, experimentátora nebo za asistence seznámené osoby, po rovině a případně po schodech a s oporou horních končetin. Použití je možné i v domácím prostředí, s očekávaným naplněním cílů terapie nebo experimentu, jimiž jsou snížení spasticity (pozor na kontraindikace, viz nekontrolovaná spasticita), zvětšení rozsahu pohybu a zlepšení stability trupu, obnova chůzových vzorů, remodelace neuronálních okruhů v míše a případně v mozku, zachování víry v samostatnou chůzi, snížení deprese. ESRE-OMI není vhodné používání bez asistence.
8 1 Jednatel J.H.
9 6 Jednatel J.H.
-------------------------------------------------------------
10
11
h2(#area). Oblasti využití ESRE-OMI
12
13 4 Jednatel J.H.
Asistivní/kompenzační chůzový exoskelet exoskelet ESRE-OMI je experimntální vědecký systém zdravotnického prostředku určený pro aplikaci na probandech a to především pro výzkum 2. a 3. generace exoskeltů a vývoj:
14 1 Jednatel J.H.
* nových řídicích metod robotických exoskeletů dolních končetin;
15
* metod kontroly rovnováhy k omezení rizika pádu;
16
* možnosti chůze vlastní silou (zbytková síla končetiny, hemipostižení);
17
* chůze bez opory horních končetin pro domácí použití;
18
* metody detekce překážek při chůzi vzad či úkroku stranou;
19
* konstrukcí pružného kroku;
20
* komplexních algoritmů a vícestupňových návrhů pro stoj z lehu na podlaze;
21
* robotické rehabilitace chůze u probandů s míšní lézí a CMP;
22
* robotické rehabilitace chůze u probandů po operaci kloubů kolene a kyčle, případně v rámci rekonvalescence chodidel;
23
* motorizovaných ortéz dolních končetin pro chůzi;
24
* ortéza dolních končetin ovládaných zevní silou;
25
* bateriových bionických exoskeletů.
26
27 6 Jednatel J.H.
-------------------------------------------------------------
28
29
h2(#descr). Popis ESRE-OMI
30
31 4 Jednatel J.H.
ESRE-OMI je částečná ortéza pokrývající kloub kolene a kotníku. Aktuátor dodává energii pohybu kolene. Ortéza je s trupem spojena v sedací oblasti pomocí úvazku. Kontrolní elektronika a akumulátory jsou umístěny v malém batohu.
32 3 Ján Hýbl
33 4 Jednatel J.H.
Robotický exoskelet dolních končetin ESRE-OMI je nestacionární telemedicínský systém vyznačující se:
34 2 Jednatel J.H.
* fixačním úvazkem pro upevnění exoskeletu v oblasti pletenece dolní končetiny (cingulum membri inferioris) a pasu;
35 1 Jednatel J.H.
* fixačními popruhy pro upevnění exoskeletu v oblasti kosti stehenní (femur);
36
* fixačními popruhy pro upevnění exoskeletu v oblasti kostí bérce (ossa cruris);
37
* fixačním lůžkem pro upevnění exoskeletu v oblasti kostí kosti nohy (ossa pedis);
38 4 Jednatel J.H.
* bateriovým napájecím zdrojem pro funkci exoskeletu bez primárního napájení po dobu až několika hodin;
39
* nastavitelností parametrů konstrukce: délka bérce, stehna, šíře pánve, rozsahy flexe-extenze kolene, korekce délky končetiny;
40
* nastavitelným stupněm volnosti DOFAG umožňující flexi a extenzi kolene a umožňuje fixaci kolene v konkrétním úhlu;
41
* pomocným aktuátorem AAG v oblasti kolenního kloubu o síle 70 Nm, který asistuje dvojhlavý sval stehenní, sval pološlašitý, sval poloblanitý při flexi a čtyřhlavý sval stehení při extenzi;
42
* nastavení rozsahu pohybu DOFAG bránící hypertenzi kolene;
43
* nastavitelným stupněm volnosti hezelního kloubu DOFAT umožňující případně fixující plantární a dorzální flexi, 
44
* fixací pronace a supinace DOFAT;
45
* fixací bérce znemožňující pohyby zevní a vnitřní rotace nohy;
46 1 Jednatel J.H.
* fixací dolního kloubu zánártního a pohybů everze a inverze.
47
48 6 Jednatel J.H.
-------------------------------------------------------------
49
50
h2(#law). Podmínky užívání ESRE-OMI
51
52 4 Jednatel J.H.
Možné současné zdravotní indikace probandů nestacionárního robotického exoskeletu ESRE-OMI:
53 1 Jednatel J.H.
* těžké až úplné postižení hybnosti dolních končetin při zachovalé dobré funkci horních končetin;
54
* aktivní uživatel mechanického vozíku, jenž zvládá samostatně přesuny na vozík a z vozíku, včetně ostatních přesunů vsedě;
55
* pacienti zvládající stoj, případně s použitím ortéz s oporou o 2 FH nebo bradla, nebo alespoň tolerující vertikalizaci do stoje na stavěcím stole (stojanu);
56
* pacient má dobrou kloubní hybnost v kyčelních, kolenních, ramenních a hlezenních kloubech.
57
58 4 Jednatel J.H.
Prokyber nedoporučuje používat ESRE-OMI v případě kontraindikace:
59 1 Jednatel J.H.
* Omezený rozsah pohybu, který by bránil probandovi k dosažení normálního, recipročního vzoru chůze nebo by omezoval probanda zvládat změny poloh ze sedu do stoje a zpět 
60
* Snížená svalová síla horních končetin, která by snižovala schopnost udržovat rovnováhu a schopnost používání berlí anebo chodítka 
61
* Nestabilita páteře (nebo používání spinální ortézy, pokud lékař nerozhodl jinak) 
62
* Nevyřešená/nezaléčená hluboká žilní trombóza 
63
* Snížená tolerance stoje kvůli ortostatické hypotenzi 
64
* Významná osteoporóza, jež brání bezpečnému postavení nebo která může zvýšit riziko zlomenin způsobené tím, že pacient stojí nebo chodí 
65
* Nekontrolovaná spasticita 
66
* Nekontrolovaná autonomní dysreflexe (AD) 
67
* Otázky integrity kůže na kontaktních plochách se zařízením nebo na površích, které by nedovolovaly/neumožňovaly pacientovi sedět 
68
* Rozdíl v délce stehen větší než 1,3 cm nebo bérců větší než 1,9 cm 
69
* Kognitivní postižení ovlivňující plánování pohybu anebo impulsivitu 
70
* Těhotenství 
71
* Kolostomie
72
* Omezený rozsah pohybu v dolních končetinách nebo ramenou 
73
* Zahojený vřed nad křížovou kostí s tenkou, křehkou pokožkou 
74
* Nedávná historie nekontrolované ortostázy – ortostatického kolapsu 
75
* Aktivní heterotopické osifikace, dysplazie kyčelního kloubu nebo abnormality osy kyčelního kloubu 
76
* Rozdíly v délce dolních končetin a/nebo kostní abnormality, které by bránily bezpečnému použití
77
78 6 Jednatel J.H.
-------------------------------------------------------------
79
80
h2(#spec). Technická specifikace ESRE-OMI
81
82 1 Jednatel J.H.
*Řídicí jednotka [[MB_v1_|PAC-X]]* je vybavena firmwarem AMMI-DAM-3D, který multiplikačně komunikuje jak s PC (libovolný OS) tak s mobilními zařízeními s OS Android. AMMI-DAM-3D je ovládán a odesílá data skrze Wi-Fi (IEE802.11) a TCP port (IEE802.3) a skrze RS-232 a USB 2.0 pomocí jednoduchých příkazů a sdělení anebo skrze SD kartu na kterou ukládá záznamy dat a může být konfigurován. 
83
84
Zařízení je kompatibilní se SW Matlab. Prokyber poskytuje SW v podobě skriptů a funkcí pro komunikaci se zařízením, pro vizualizaci a předzpracování dat. SW umožňuje snadný export dat do csv souboru pro další zpracování.
85
86
|_\2.TABULKA TECHNICKÝCH SPECIFIKACÍ |
87 4 Jednatel J.H.
|Označení (obchodní/typové)  |Diferenční/absolutní 3D magnetometr / ESRE-OMI|
88 1 Jednatel J.H.
|Výrobce                     |prokyber s.r.o.          |
89
|_. *PARAMETR*               |_. *HODNOTA PARAMETRU*   |
90 4 Jednatel J.H.
|Typ aktuátoru AAG              | 2-fázový krokový motor  |
91
|Příruba/pouzdro aktuátoru AAG  | NEMA34 86×86×65 mm      |
92
|Moment aktuátoru AAG           | 70 Nm                   |
93
|Úhlová rychlost aktuátoru AAG  | 0 až 0,79 rad/s (45 °/s)|
94
|Nastavení kroku aktuátoru AAG  | 1,75 mrad (6')          |
95
|Parametry převodovky AAG       | 3Nm@200RPM/79,58@7,54RPM|
96 1 Jednatel J.H.
|Počet a typ kinematických jednotek |3x MEMU 3/3/3          |
97
|/3. Měřené veličiny MEMU           |translační pohyb (akcelerace)|
98
                                    |rotační pohyb (úhel)   |
99
                                    |natočení v  mag. poli  |
100
|Chyba měření MEMU                  |< 5 %                  |
101
|Rozsahy měření rotace MEMU         |± 250, 500, 1000, 2000 °/s|
102
|Rozsahy měření akcelerace MEMU     |± 2, ± 4, ± 8, ± 16 g  |
103
|Rozsah měření mag. pole MEMU       |± 4800 uT              |
104
|Frekvence měření MEMU              |100 Hz                 |
105
|Rozlišení snímačů MEMU             |14 bit                 |
106 4 Jednatel J.H.
|Synchronizace snímačů MEMU         |integrovaný RTC        |
107 1 Jednatel J.H.
|Počet a typ dynamických jednotek |2x tenzometrický snímač (SG)|
108
|/2. Měřené veličiny SG           |tah  N                 |
109
                                  |tlak N                 |
110
|Max. zatížení SG (RCmax)         | 200 kg (1962 N)       |
111
|Absolutní chyba měření SG        |± 0.0100 %             |
112
|Pohyb nulové hodnoty SG          |± 0.0083 %             |
113
|Chyba excentrického zatížení SG  |± 0.0024 %             |
114
|Frekvence měření SG              |100 Hz                 |
115
|Rozlišení snímačů SG             |12 bit                 |
116
|Synchronizace snímačů SG         |integrovaný RTC        |
117
|Tělo snímače SG                  |anodizovaný hliník     |
118
|NTEP/OIML třída SG               |C6                     |
119 4 Jednatel J.H.
|Počet a typ tlakových jednotek |4x PET film pressure sensor (PS)|
120 6 Jednatel J.H.
|Měřená veličina PS             |tlaková síla  N                 |
121 4 Jednatel J.H.
|Max. měřená zatěž PS (RCmax)   |10 kg (1962 N)                  |
122
|Absolutní chyba měření PS      |± 12 %                          |
123
|Frekvence měření PS            |100 Hz                          |
124
|Rozlišení snímačů PS           |12 bit                          |
125
|Synchronizace snímačů PS       |integrovaný RTC                 |
126
|Tělo snímače PS                |Polymethylmethakrylát           |
127 1 Jednatel J.H.
|Dodatečná synchronizace  |TTL/ADC                 |
128
|/3.Komunikační rozhraní  |metalické RS-232/USB    |
129
                          |Wi-Fi                   |
130
                          |Micro SD Card           |
131
|OS                       |Linux, Windows, Android |
132
|Vývojové rozhraní        |Matlab                  |
133
|Výstupní formát dat      |CSV (MS Excel)          |
134
|/4. Formát dat měření    |3x XYZ zrychlení        |
135
                          |3x XYZ úhel             |
136
                          |3x XYZ natočení v m. p. |
137
                          |4x tlak/zatížení        |
138
|Stupeň krytí             |IP64 podle EN 60529     |
139
|Provozní teplota         | –10 to +40 °C          | 
140
|Hmotnost                 |< 5 kg (kapacita zdroje)|
141
|Napájecí napětí          | 5 V DC                 |
142
|Napájení                 |powerbanka / adaptér USB|
143
|Interní zdroj napájení   |set Li-Ion akumulátorů  |
144 4 Jednatel J.H.
|/6.Konfigurace exoskeletu pravé končetiy (dextra) OMI-D |1x [[MB_v1_|PAC-X_ver.4]]|
145 1 Jednatel J.H.
                          |3x MEMU                 |
146 4 Jednatel J.H.
                          |2x SG + zesilovače      |
147
                          |4x PS + zesilovače      |
148 1 Jednatel J.H.
                          |1x aktuátor + ovladač   |
149
                          |1x Wi-Fi + anténa       |
150 4 Jednatel J.H.
|/6.Konfigurace exoskeletu levé končetiy (sinistra) OMI-S |1x [[MB_v1_|PAC-X_ver.4]]|
151
                          |3x MEMU                 |
152
                          |2x SG + zesilovače      |
153
                          |4x PS + zesilovače      |
154
                          |1x aktuátor + ovladač   |
155
                          |1x Wi-Fi + anténa       |
156 1 Jednatel J.H.
157 4 Jednatel J.H.
158 1 Jednatel J.H.
-------------------------------------------------------------
159
160
h2(#price). Cena, jakost a dodací termín
161
162
|*Objednací číslo*| *Název*                                     |*Záruka*  |*Dodání*|*DPH*|*CZK/kus bez DPH*|*CZK s DPH*|
163 4 Jednatel J.H.
|[[ESRE-OMI-v1]]   |Experimentální systém robotického exoskeletu |24 měsíců |6 týdnů |21   |450 450 Kč       |545 044 Kč |
164 1 Jednatel J.H.
165
Po dobu 24 měsíců garantujeme jakost produktu, tedy stálý stupeň plnění potřeb nebo očekávání, které jsou závazné, obecně se předpokládají nebo jsou jinak stanoveny. Jakost je kontrolována při převzetí produktu a na požádání zákazníka na provozovně prodávajícího.
166
167
Produkt dodáme do 2 týdnů od data závazné objednávky. Produkt je možné konfigurovat a upravit jej podle potřeb zákazníka. Konkrétní úpravy a kvality musí být předem projednány.
168
169
Cena produktu se může měnit v závislosti na objednaném množství, nebo v závislosti na požadovaných úpravách.
170
171
-------------------------------------------------------------
172
173 8 Jednatel J.H.
h2. Srovnání trhu
174
175
Systém "ReWalk":https://rewalk.com/ od firmy ReWalk Robotics v hodnotě 90 000 euro
176
* "Rozhovor s Yishai Potack, obchodním ředitelem firmy ReWalk Robotics":https://www.svetchytre.cz/a/i9RLF/rewalk-vrati-na-nohy-i-ochrnute-s-prerusenou-michou
177
* "Článek na Exoskeleton Report":https://exoskeletonreport.com/product/rewalk/
178
* "kontakt výrobce":https://rewalk.com/contact/
179
180
Systém HAL (Hybrid Assistive Limb) je robotický exoskelet, vyvíjený na univerzitě Tsukuba v Japonsku ve spolupráci se společností CYBERDYNE
181
* cena za měsíční pronájem je 2 000 $ a prodejní cena je 96 000 $ 
182
* "Článek na Exoskeleton Report":https://exoskeletonreport.com/product/hal-lower-limb/
183
* "kontakt výrobce":https://www.cyberdyne.jp/english/company/Inquiry.php
184
185
Systém "EksoGT":https://eksobionics.com/eksohealth/eksogt/clinicians/ vyvíjený společností Ekso Bionics
186
* "systém není v prodeji pro koncového uživatele":https://eksobionics.com/eksohealth/eksogt/patients/
187
* "Alternativní systém eLEGS":https://www.designboom.com/technology/elegs-exoskeleton-by-berkeley-bionics/ "stojí 100 000 $":http://www.dlouhovekostbezleku.cz/mod/forum/discuss.php?d=240
188
* "Srovnávací článek na Exoskeleton Report uvádí cenu systémů nad 150 000 $":https://exoskeletonreport.com/2016/09/comparing-indego-vs-ekso-gt-vs-rewalk-researched-vapahcs/
189
* "kontakt výrobce":https://eksobionics.com/eksohealth/support/
190
191
Systém "PHOENIX":https://www.suitx.com/phoenix-medical-exoskeleton je medicínským exoskeletonem vyvíjeným společností SuitX
192
* "hodnota systému je 40 000 $":https://futurism.com/phoenix-40000-robot-exoskeleton-lets-paralyzed-walk
193
* "Článek na Exoskeleton Report":https://exoskeletonreport.com/product/phoenix/
194
* "kontakt výrobce":https://www.suitx.com/contact
195
196
Systém Keeogo pje vyvíjen společností B-TEMIA Inc
197
* "Prodáván od 30 000 $":https://www.nst.com.my/lifestyle/sunday-vibes/2018/12/441057/savvy-era-exoskeletons
198
* "Článek na Exoskeleton Report":https://exoskeletonreport.com/product/keeogo/
199
* "kontakt výrobce":http://www.b-temia.com/contact-us/
200
201 1 Jednatel J.H.
h2. Studijní materiály
202
203
Seznam doporučené studijní literatury pro obsluhující personál, experimentátory, seznámené osoby, terapeuty.
204 3 Ján Hýbl
205
# MOSES, K. Nestacionární robotické exoskelety dolních končetin v ČR. Rehabilitační ústav Kladruby. [ONLINE] http://www.rehabilitace.cz/pro-odbornou-verejnost/odborna-cinnost/clanky-a-odborne-publikace/nestacionarni-roboticke-exoskelety-dolnich-koncetin-v-cr/
206
# 1. A Study Testing Safety and Tolerance of the re-Walk Exoskeleton Suit (rW). ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00627107. 
207
# 2. The re-Walk Exoskeletal Walking System for Persons with Paraplegia. James J, Peters VA. Medical Center, Bronx, NY, Clinical Trails.gov Identifier: NCT01454570. 
208
# 3. Safety and Performance Evaluation of re-Walk reciprocating Gait Orthosis (rGO). ClinicalTrials.gov Identifier: NCT01251549.
209
# http://www.csnn.eu/ceska-slovenska-neurologie-clanek/roboticka-rehabilitace-chuze-57772?confirm_rules=1
210
# https://www.stargen-eu.cz/rehabilitace/nacvik-chuze/ekso-bionics/
211
# https://www.svethardware.cz/roboticky-exoskeleton-od-toyoty-pomuze-lidem-chodit/44271
212 1 Jednatel J.H.
# https://www.prolekare.cz/casopisy/ceska-slovenska-neurologie/2016-2-9/roboticka-rehabilitace-chuze-57772
213 7 Jednatel J.H.
# https://slideplayer.cz/slide/13500226/
214
# https://www.wikiskripta.eu/w/Pasivn%C3%AD_pohyby_doln%C3%ADch_kon%C4%8Detin
215
# http://www.szskm.cz/soma/1B_pohyby.jpg
216
# https://ftvs.cuni.cz/FTVS-1373.html