Innovatives Nackenstützgerät für das Gefallene-Kopf-Syndrom
Ein neues Nackenstützgerät bietet Linderung für Menschen mit Dropped Head Syndrom.
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Inhaltsverzeichnis
Das Dropped Head Syndrom (DHS) beeinflusst die Fähigkeit, den Kopf oben zu halten. Diese Erkrankung kann den Alltag schwer machen, da sie oft mit Muskelschwäche oder Problemen im Nervensystem einhergeht. Behandlungen für DHS bestehen normalerweise aus Nackenstützen oder Operationen, die die Bewegung einschränken und Unbehagen verursachen können. Dieser Artikel stellt ein neues Design für ein Nackenstützgerät vor, das Menschen mit DHS hilft und gleichzeitig eine freiere Bewegung des Halses ermöglicht.
Herausforderungen mit aktuellen Behandlungen
Traditionelle Behandlungen für DHS verwenden Kragen, die den Nacken stillhalten. Während sie bei der Kopfstütze helfen können, führen sie oft zu Unbehagen und Druckstellen unter dem Kinn. Einige Geräte wurden entwickelt, die mehr Bewegung erlauben, wie z. B. gegliederte Nackenstützen, die helfen können, die Kopfposition zu halten, ohne die gesamte Halsbewegung zu stoppen. Allerdings erfüllen diese Geräte oft nicht alle Bedürfnisse in Bezug auf Komfort, Bewegung und Effektivität.
Menschen mit DHS haben Schwierigkeiten, alltägliche Aufgaben zu erledigen, da ihre Hälse aufgrund von Muskelschwäche nicht richtig gestreckt werden können. Übliche Lösungen, wie starre Nackenstützen, können weiteres Unbehagen verursachen und manchmal die Muskelschwäche sogar verschlimmern. In einigen Fällen müssen Patienten operiert werden, um ihre Nacken zu reparieren, was zusätzliche Risiken birgt, besonders für ältere Menschen.
Bedeutung der Nackenbewegung
Die Nackenbewegung ist entscheidend für viele tägliche Aktivitäten. Forschungen zeigen, dass gesunde Menschen ihren Kopf in verschiedene Richtungen beugen und drehen können. Wenn jemand Muskelschwäche aufgrund von DHS hat, ist diese Bewegung stark eingeschränkt. Das beeinflusst ihre Fähigkeit, sozial zu interagieren und Aufgaben selbstständig zu erledigen. Es gibt einen klaren Bedarf an einem Gerät, das den Nacken unterstützt und gleichzeitig etwas Bewegungsfreiheit ermöglicht.
Überblick über das neue Gerätdesign
Das neue Gerät konzentriert sich darauf, eine flexible Nackenstütze zu schaffen, die mehrere Bewegungsrichtungen bietet. Es verwendet einen elastischen Mechanismus, der es dem Kopf ermöglicht, zu beugen und zu drehen, ohne den Nacken vollständig zu immobilisieren. Das Ziel dieses Designs ist es, Unterstützung zu bieten und gleichzeitig einen angemessenen Bewegungsspielraum für den Nacken zu ermöglichen.
Dieses Gerät wurde entwickelt, um die Muskelschwäche bei Menschen mit DHS auszugleichen. Es funktioniert, indem es sanfte Kräfte anwendet, die helfen, den Kopf zurück in die aufrechte Position zu heben, wenn der Benutzer sich nach vorne beugt oder seinen Nacken dreht. Ein Prototyp wurde erstellt, um die Effektivität und den Komfort dieser neuen Nackenstütze zu testen.
Wie das Gerät funktioniert
Das Gerät nutzt ein Set aus elastischen Stangen und Federn zur Unterstützung. Wenn jemand seinen Nacken beugt, biegen sich die elastischen Stangen, während die Federn komprimiert werden, was Bewegung ermöglicht. Dieses Design sorgt dafür, dass die auf den Nacken wirkenden Kräfte gleichmässig verteilt werden, was das Risiko von Unbehagen verringert.
Der elastische Mechanismus ist so gestaltet, dass er sich an die Bewegungen des Benutzers anpassen kann. Wenn der Nacken sich beugt, arbeiten die Stangen und Federn zusammen, um Unterstützung zu bieten. Das hilft, den Kopf zu heben, ohne die Fähigkeit des Benutzers, den Nacken zu bewegen, vollständig zu stoppen. Das Gerät kann angepasst werden, um unterschiedliche Unterstützungsstufen basierend auf den Bedürfnissen des Benutzers zu bieten.
Test des Geräts
Nach der Entwicklung des Prototyps wurden Tests durchgeführt, um zu sehen, wie gut es funktioniert. Eine Reihe von Experimenten wurde eingerichtet, um die Flexibilität, den Komfort und die Effektivität des Geräts zu messen. Gesunde Teilnehmer trugen das Gerät, während sie ihre Nacken in verschiedene Richtungen bewegten, um herauszufinden, wie gut es ihre Bewegungen unterstützte.
Die Tests zeigten, dass das Gerät eine gute Bewegungsfreiheit erlaubte und gleichzeitig Nackenstütze bot. Die Teilnehmer berichteten, dass sie sich beim Tragen wohl fühlten, und das Gerät zeigte die Fähigkeit, eine aufrechte Kopfhaltung wiederherzustellen, wenn nötig.
Design und verwendete Materialien
Der Prototyp wurde aus Kohlefaser gebaut, wegen seines geringen Gewichts und seiner Stärke. Dieses Material ermöglicht es den Stangen, sich zu biegen, ohne dem Gerät erhebliches Gewicht hinzuzufügen. Die in dem Design verwendeten Federn wurden aufgrund ihrer Fähigkeit ausgewählt, sich zu komprimieren und die benötigte Unterstützung zu bieten.
Die meisten Teile des Geräts wurden mit 3D-Druck erstellt, was eine präzise Herstellung ermöglichte. Das Design beinhaltete auch Merkmale zur Reduzierung der Reibung zwischen beweglichen Teilen, was den Komfort und die Benutzerfreundlichkeit verbessert.
Ergebnisse aus den Experimenten
Die Experimente bestätigten, dass das neue Design effektiv bei Kopfbewegungen half und gleichzeitig notwendige Unterstützung bot. Die Teilnehmer konnten verschiedene Nackenbewegungen bequem durchführen, ohne sich durch das Gerät eingeschränkt zu fühlen.
Es wurden verschiedene Steifigkeiten getestet, wobei gezeigt wurde, dass die Anpassung der Federn eine Anpassung basierend auf den Vorlieben der Benutzer ermöglichte. Das bedeutet, dass verschiedene Benutzer je nach ihren spezifischen Bedürfnissen und Komfortstufen von dem Gerät profitieren können.
Zukünftige Überlegungen
Während die ersten Tests vielversprechend waren, sind weitere Studien nötig, um die Langzeitanwendung und andere Aspekte der Nackenmuskelaktivität zu bewerten. Es bleiben Fragen darüber, wie das Gerät über längere Zeiträume funktioniert und ob es für noch bessere Unterstützung verbessert werden kann.
Zukünftige Arbeiten werden sich auch darauf konzentrieren, das Design zu verfeinern, insbesondere bezüglich der Grösse und Form des Geräts. Das Ziel ist es, ein Produkt zu schaffen, das sowohl effektiv in der Unterstützung als auch komfortabel genug für den täglichen Gebrauch ist.
Fazit
Dieses neue Nackenstützgerät stellt eine wertvolle Option für Personen dar, die unter dem Dropped Head Syndrom leiden. Indem es Kopfbewegungen ermöglicht und gleichzeitig Unterstützung bietet, wird es den Einschränkungen der aktuellen Behandlungsoptionen gerecht. Die positiven Ergebnisse aus den ersten Tests deuten darauf hin, dass es die Lebensqualität der Betroffenen erheblich verbessern könnte.
Mit fortschreitender Forschung hat das Gerät das Potenzial, verfeinert und angepasst zu werden, um die einzigartigen Bedürfnisse jedes Benutzers zu erfüllen. Mit einer kontinuierlichen Entwicklung könnte es eine weit verbreitete Lösung zur Behandlung des Dropped Head Syndroms und zur Verbesserung des Alltags der Betroffenen werden.
Titel: Design of a Multi-Degree-of-Freedom Elastic Neck Exoskeleton for Persons with Dropped Head Syndrome
Zusammenfassung: Nonsurgical treatment of Dropped Head Syndrome (DHS) incurs the use of collar-type orthoses that immobilize the neck and cause discomfort and sores under the chin. Articulated orthoses have the potential to support the head posture while allowing partial mobility of the neck and reduced discomfort and sores. This work presents the design, modeling, development, and characterization of a novel multi-degree-of-freedom elastic mechanism designed for neck support. This new type of elastic mechanism allows the bending of the head in the sagittal and coronal planes, and head rotations in the transverse plane. From these articulate movements, the mechanism generates moments that restore the head and neck to the upright posture, thus compensating for the muscle weakness caused by DHS. The experimental results show adherence to the empirical characterization of the elastic mechanism under flexion to the model-based calculations. A neck support orthosis prototype based on the proposed mechanism is presented, which enables the three before-mentioned head motions of a healthy participant, according to the results of preliminary tests.
Autoren: Santiago Price Torrendell, Yang Chen, Hideki Kadone, Modar Hassan, Kenji Suzuki
Letzte Aktualisierung: 2023-03-11 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2303.06413
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.06413
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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