Ein neuer Ansatz für das Fallkopfsyndrom
Innovatives Design für Halskragen zielt darauf ab, den Komfort und die Unterstützung für Patienten zu verbessern.
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Inhaltsverzeichnis
Das Dropped Head Syndrom ist eine Erkrankung, die den Nacken betrifft und dazu führt, dass der Kopf nach vorne hängt. Das kann durch verschiedene medizinische Probleme mit den Nackenmuskeln passieren. Viele Leute, die unter diesem Syndrom leiden, haben Schwierigkeiten, ihren Kopf oben zu halten, was zu weiteren Problemen wie Schwierigkeiten beim geraden Sehen und Gleichgewichtsstörungen führen kann. In schweren Fällen kann es auch manchen Menschen schwerfallen, richtig zu schlucken oder zu atmen.
Momentan gibt es keine effektiven Nackenstützen, die speziell für Leute mit Dropped Head Syndrom entwickelt wurden. Das ist der Grund, warum Interesse besteht, ein tragbares Gerät zu schaffen, das den Menschen helfen kann, ihre Kopfposition besser zu halten, ohne die Nackenbewegung zu sehr einzuschränken. Einige bestehende Nackenstützen bieten zwar Halt für den Kopf, schränken aber oft die Beweglichkeit des Nackens ein, was zu Unbehagen führt und die Benutzer sie letztendlich ablehnen.
Zweck des Geräts
Das Ziel des neuen Geräts ist es, den Nacken zu unterstützen, während Bewegung ermöglicht wird. Das bedeutet, dass Benutzer die Stütze tragen können, ohne sich eingeschränkt zu fühlen. Das Design zielt darauf ab, einfach und bequem zu sein und Unterstützung zu bieten, ohne zusätzliche Belastung der Nackenmuskeln zu erzeugen. Es konzentriert sich darauf, den Benutzern zu helfen, ihre Köpfe in einer besseren Position zu halten, ohne sie zum Stillstehen zu zwingen.
Das Gerät verwendet einen speziellen Mechanismus, um den Unterstützungsgrad anzupassen. Diese anpassbare Steifigkeit erlaubt es den Personen, das richtige Mass an Komfort und Unterstützung für ihre speziellen Bedürfnisse zu finden. Es basiert auf flexiblen Materialien, die sich bei Bedarf biegen können, sodass die Benutzer ihre Köpfe frei bewegen können und gleichzeitig Unterstützung erhalten.
Wie das Gerät funktioniert
Das Gerät ist mit zwei Hauptfunktionen ausgestattet. Erstens unterstützt es den Nacken beim Vorwärtsblicken oder Bücken und hilft, den Kopf aufrecht zu halten. Zweitens ermöglicht es eine sanfte Nackenrotation, die für alltägliche Aktivitäten wie das Drehen des Kopfes zum Umsehen notwendig ist.
Wenn der Benutzer seinen Nacken beugt, bietet das Gerät eine Kraft, die das Gewicht des Kopfes ausgleicht. Das hilft, die Belastung der Muskeln zu reduzieren, die versuchen, den Kopf oben zu halten. Durch diese Unterstützung zielt das Gerät darauf ab, die Muskelermüdung zu verringern. Das Design erlaubt unterschiedliche Steifigkeitsgrade, die an die Präferenzen des Benutzers angepasst werden können, sodass es sich an verschiedene Bedürfnisse anpasst.
Bedeutung der Unterstützung der Nackenmuskeln
Es ist wichtig, die richtigen Muskeln zu unterstützen, ohne andere zu überlasten. Wenn das Gerät einigen Muskeln zu viel Unterstützung bietet und andere vernachlässigt, könnte das das Ungleichgewicht verschärfen und zu mehr Unbehagen und Problemen führen. Daher sorgt das Design dafür, dass während einige Muskeln Unterstützung erhalten, andere weiterhin aktiv bleiben, was entscheidend für die Aufrechterhaltung der allgemeinen Muskelgesundheit ist.
Verwandte Geräte
In der Vergangenheit gab es einige Bemühungen, Stützen zu entwickeln, die die Nackenbewegung unterstützen. Zum Beispiel gibt es ein bekanntes Gerät, das aus flexiblem Stoff besteht und eine anpassbare Passform bietet, die etwas Bewegung zulässt. Allerdings haben einige Studien gezeigt, dass Benutzer trotz dieser Flexibilität immer noch Probleme mit dem Atmen und dem Komfort hatten.
Andere Geräte haben einen anderen Ansatz verfolgt, indem sie starre Stützstrukturen verwenden, die Stabilität bieten können, aber die Bewegungsfreiheit möglicherweise einschränken. Einige Forschungen haben gezeigt, dass diese Geräte helfen können, den Muskelaufwand zu reduzieren, aber möglicherweise auch die Belastung bestimmter Muskelgruppen erhöhen. Dies ist ein entscheidender Punkt, da eine erfolgreiche Nackenstütze ein Gleichgewicht zwischen Unterstützung und natürlicher Bewegung finden muss.
Das neue Nackenstützendesign
Das neue Nackenstützendesign zielt darauf ab, auf diesen früheren Versuchen aufzubauen, indem anpassbare Unterstützung bei freier Bewegung gewährleistet wird. Es besteht aus einem flexiblen Mechanismus, der aus Materialien besteht, die die Steifigkeit je nach Position des Benutzers ändern können. Das bedeutet, dass das Gerät, wenn der Benutzer sich nach vorne lehnt, unterschiedliche Unterstützungsgrade bieten kann, um sicherzustellen, dass die Nackenmuskeln nicht überlastet werden.
Die Stütze ist auch so konzipiert, dass sie einfach anzulegen und abzunehmen ist. Sie passt sich verschiedenen Körperformen an und sorgt für eine gute Passform für unterschiedliche Benutzer. Gesundheitsfachleute wurden während des Designprozesses konsultiert, um sicherzustellen, dass das Gerät den Bedürfnissen von Personen mit Dropped Head Syndrom gerecht wird.
Mechanisches Design und Funktionalität
Die Mechanik des Geräts basiert auf einer Konfiguration, die es ihm ermöglicht, Unterstützung während der Nackenbeugung (vorwärts beugen) und Rotation (seitliches Drehen) zu bieten. Wenn der Benutzer seinen Nacken beugt, passen sich die Mechanismen des Geräts an, um Unterstützung zu bieten, während der Benutzer sich frei bewegen kann.
Das Design ermöglicht eine vertikale Schiene, die das Gerät mit dem Kopfteil verbindet, was hilft, unerwünschte Bewegungen oder Stress auf die Wirbelsäule zu minimieren. Diese Funktion ist entscheidend, um eine Kompression der Wirbelsäule während der Bewegung zu vermeiden und das Risiko von Unbehagen oder Verletzungen zu verringern.
Der elastische Mechanismus innerhalb der Stütze bietet zwei verschiedene Steifigkeitsgrade. Im entspannten Zustand erlaubt das Gerät mehr Bewegung, während es in der steiferen Position mehr Unterstützung bietet. Diese Flexibilität erleichtert es dem Benutzer, die bequemste Einstellung zu finden.
Tests und Ergebnisse
Bevor das Gerät an Personen mit Dropped Head Syndrom getestet wurde, wurden erste Experimente mit gesunden Freiwilligen durchgeführt. Diese Tests zielten darauf ab, zu messen, wie gut das Gerät den Muskelaufwand reduzieren konnte, wenn sich der Nacken bewegte. Während der Studie wurden die Teilnehmer gebeten, ihre Köpfe in verschiedene Richtungen zu bewegen, während sie das Gerät trugen.
Die Experimente massen die Muskelaktivität in wichtigen Nackenmuskeln, während die Steifigkeit der Stütze angepasst wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass bei erhöhter Steifigkeit die Muskelaktivität, die mit der Unterstützung des Kopfes verbunden ist, abnahm. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass höhere Steifigkeitsgrade helfen könnten, die Muskelermüdung bei alltäglichen Aufgaben wie Umsehen oder Erreichen von Objekten zu verringern.
Ausserdem schien das Gerät die Nackenrotation nicht zu behindern, sodass die Teilnehmer ihre Köpfe auch beim Tragen der Stütze frei bewegen konnten. Diese Funktion ist besonders wichtig, da die Personen ihren Kopf drehen müssen, um sich sicher und bequem in ihrer Umgebung zu bewegen.
Benutzerkomfort und Passform
Der Komfort ist ein grosses Anliegen bei jedem tragbaren Gerät, insbesondere bei einem, das für den langfristigen Gebrauch gedacht ist. Das Feedback der Teilnehmer zeigte, dass sie sich beim Tragen des Geräts wohl und unterstützt fühlten. Das Design ermöglicht auch schnelle Anpassungen, sodass der Benutzer oder ein Betreuer die Passform ohne grossen Aufwand ändern kann.
Trotz der positiven Ergebnisse der ersten Tests gibt es noch Verbesserungsbedarf, insbesondere in Bezug auf das Gewicht und das Volumen des Geräts. Aktuelle Prototypen wiegen mehr als gewünscht, was sich negativ auf die Benutzererfahrung auswirken kann. Zukünftige Designs sollen das Gesamtgewicht durch leichtere Materialien reduzieren, während die Stärke und Unterstützung des Geräts erhalten bleibt.
Die Methode zur Anpassung des Geräts war ein weiterer Punkt, der während der Tests angesprochen wurde. Obwohl es sicher am Körper befestigt ist, gibt es Bedarf für eine benutzerfreundlichere Möglichkeit, es selbstständig anzulegen und abzunehmen. Die Vereinfachung dieses Prozesses könnte die gesamte Benutzererfahrung verbessern.
Fazit
Zusammenfassend bietet das neue Nackenstützendesign eine potenzielle Lösung für Personen, die unter Dropped Head Syndrom leiden. Mit seiner anpassbaren Unterstützung und dem Fokus auf die Ermöglichung natürlicher Nackenbewegungen adressiert es viele Einschränkungen bestehender Geräte. Erste Tests mit gesunden Teilnehmern haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt, die darauf hinweisen, dass es den Muskelaufwand reduzieren und den Komfort verbessern könnte.
Während die Forschung fortgesetzt wird, werden zukünftige Studien Personen mit Dropped Head Syndrom einbeziehen, um tiefere Einblicke in die Wirksamkeit des Geräts in realen Szenarien zu gewinnen. Verbesserungen im Design und in der Funktion werden sicherstellen, dass das Gerät nicht nur Personen mit Nackenproblemen unterstützt, sondern ihnen auch erlaubt, sich ohne Unbehagen an alltäglichen Aktivitäten zu beteiligen.
Letztendlich könnte diese Nackenorthese dringend benötigte Erleichterung bieten und die Lebensqualität von Personen, die mit Dropped Head Syndrom kämpfen, verbessern und es ihnen ermöglichen, mehr Unabhängigkeit in ihrem Leben zu behalten.
Titel: A Neck Orthosis with Multi-Directional Variable Stiffness for Persons with Dropped Head Syndrome
Zusammenfassung: Dropped Head Syndrome (DHS) causes a passively correctable neck deformation. Currently, there is no wearable orthopedic neck brace to fulfill the needs of persons suffering from DHS. Related works have made progress in this area by creating mobile neck braces that provide head support to mitigate deformation while permitting neck mobility, which enhances user-perceived comfort and quality of life. Specifically, passive designs show great potential for fully functional devices in the short term due to their inherent simplicity and compactness, although achieving suitable support presents some challenges. This work introduces a novel compliant mechanism that provides non-restrictive adjustable support for the neck's anterior and posterior flexion movements while enabling its unconstrained free rotation. The results from the experiments on non-affected persons suggest that the device provides the proposed adjustable support that unloads the muscle groups involved in supporting the head without overloading the antagonist muscle groups. Simultaneously, it was verified that the free rotation is achieved regardless of the stiffness configuration of the device.
Autoren: Santiago Price Torrendell, Hideki Kadone, Modar Hassan, Yang Chen, Kousei Miura, Kenji Suzuki
Letzte Aktualisierung: 2024-06-11 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2406.07074
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.07074
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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Referenz Links
- https://www.latex-project.org/
- https://tug.ctan.org/info/lshort/english/lshort.pdf
- https://www.tug.org
- https://www.tug.org/texlive/
- https://template-selector.ieee.org/
- https://www.latex-community.org/
- https://tex.stackexchange.com/
- https://journals.ieeeauthorcenter.ieee.org/wp-content/uploads/sites/7/IEEE-Math-Typesetting-Guide.pdf
- https://orcid.org/#1
- https://bitbucket.org/lpresearch/openzenros/src/master/