Dispositivo Innovativo di Supporto per il Collo per la Sindrome del Testa Caduta
Un nuovo dispositivo di supporto per il collo offre sollievo a chi soffre di Sindrome del Collo Cadente.
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Indice
La Sindrome del Collo Cadente (DHS) colpisce la capacità delle persone di tenere su la testa. Questa condizione può rendere difficili le attività quotidiane, poiché spesso comporta Debolezza muscolare o problemi con il sistema nervoso. I trattamenti per la DHS di solito includono collari o interventi chirurgici, che possono limitare i movimenti e causare disagio. Questo articolo introduce un nuovo design per un dispositivo di supporto per il collo che aiuta le persone con DHS permettendo loro di muovere il collo più liberamente.
Sfide con i Trattamenti Attuali
I trattamenti tradizionali per la DHS usano collari che mantengono il collo fermo. Anche se possono aiutare con il supporto della testa, spesso portano a disagio e lesioni sotto il mento. Sono stati creati alcuni dispositivi che permettono maggiore movimento, come i collari articolati, che possono aiutare a sostenere la posizione della testa senza fermare completamente il movimento del collo. Tuttavia, questi dispositivi spesso non soddisfano tutte le esigenze di comfort, movimento ed efficacia.
Le persone con DHS possono avere difficoltà a svolgere compiti quotidiani, poiché i loro colli potrebbero non estendersi correttamente a causa della debolezza muscolare. Soluzioni comuni, come i collari rigidi, possono portare a ulteriore disagio e talvolta peggiorare la debolezza muscolare. In alcuni casi, i pazienti potrebbero aver bisogno di un intervento chirurgico per sistemare il collo, il che comporta rischi aggiuntivi, soprattutto per le persone anziane.
Importanza del Movimento del Collo
Il movimento del collo è fondamentale per molte attività quotidiane. La ricerca mostra che le persone sane possono piegare e ruotare la testa in varie direzioni. Quando qualcuno ha debolezza muscolare a causa della DHS, questo movimento è notevolmente limitato. Influisce sulla loro capacità di interagire socialmente e di svolgere compiti in modo indipendente. C'è una chiara necessità di un dispositivo che possa supportare il collo pur permettendo una certa libertà di movimento.
Panoramica del Nuovo Design del Dispositivo
Il nuovo dispositivo si concentra sulla creazione di un supporto per il collo flessibile che offre diverse direzioni di movimento. Utilizza un meccanismo elastico che consente alla testa di piegarsi e ruotare senza immobilizzare completamente il collo. L'obiettivo di questo design è fornire supporto pur consentendo un ragionevole intervallo di movimento del collo.
Questo dispositivo è progettato per aiutare a compensare la debolezza muscolare nelle persone con DHS. Funziona applicando forze leggere che aiutano a sollevare la testa in posizione eretta quando l'utente si piega in avanti o ruota il collo. È stato creato un prototipo per testare l'efficacia e il comfort di questo nuovo supporto per il collo.
Come Funziona il Dispositivo
Il dispositivo utilizza un insieme di barre elastiche e molle per fornire supporto. Quando qualcuno piega il collo, le barre elastiche si flettono mentre le molle si comprimono, consentendo il movimento. Questo design garantisce che le forze che agiscono sul collo siano distribuite uniformemente, riducendo il rischio di disagio.
Il meccanismo elastico è progettato per adattarsi ai movimenti dell'utente. Man mano che il collo si piega, le barre e le molle lavorano insieme per fornire supporto. Questo aiuta a sollevare la testa senza fermare completamente la capacità dell'utente di muovere il collo. Il dispositivo può essere personalizzato per fornire diversi livelli di supporto in base alle esigenze dell'utente.
Test del Dispositivo
Dopo aver sviluppato il prototipo, sono stati condotti test per vedere quanto bene funzionasse. È stata allestita una serie di esperimenti per misurare la flessibilità, il comfort e l'efficacia del dispositivo. Partecipanti sani hanno indossato il dispositivo mentre muovevano il collo in diverse direzioni per scoprire quanto bene assistesse i loro movimenti.
I test hanno dimostrato che il dispositivo consentiva un buon intervallo di movimento pur fornendo supporto al collo. I partecipanti hanno riportato di sentirsi a proprio agio indossandolo e il dispositivo ha mostrato la capacità di aiutare a ripristinare una postura eretta della testa quando necessario.
Design e Materiali Utilizzati
Il prototipo è stato costruito utilizzando fibra di carbonio per la sua leggerezza e resistenza. Questo materiale consente alle barre di flettersi senza aggiungere peso significativo al dispositivo. Le molle utilizzate nel design sono state scelte in base alla loro capacità di comprimersi e fornire il supporto necessario.
La maggior parte dei componenti del dispositivo è stata creata utilizzando la stampa 3D, che ha permesso una produzione precisa. Il design includeva anche caratteristiche per ridurre l'attrito tra le parti mobili, migliorando il comfort e l'usabilità.
Risultati degli Esperimenti
Gli esperimenti hanno confermato che il nuovo design ha supportato efficacemente i movimenti della testa mentre forniva il supporto necessario. I partecipanti sono stati in grado di eseguire vari movimenti del collo comodamente, senza sentirsi limitati dal dispositivo.
Sono stati testati diversi livelli di rigidità, dimostrando che la regolazione delle molle consentiva personalizzazioni in base alle preferenze degli utenti. Questo significa che utenti diversi possono beneficiare del dispositivo in base alle loro esigenze specifiche e livelli di comfort.
Considerazioni Future
Sebbene i test iniziali siano stati promettenti, ulteriori studi saranno necessari per valutare l'uso a lungo termine e altri aspetti dell'attività muscolare del collo. Ci sono ancora domande su come il dispositivo si comporterà nel tempo e se può essere migliorato per un supporto ancora migliore.
Il lavoro futuro si concentrerà anche sul perfezionamento del design, in particolare riguardo alle dimensioni e alla forma del dispositivo. L'obiettivo è creare un prodotto che sia efficace nel fornire supporto e abbastanza comodo per l'uso quotidiano.
Conclusione
Questo nuovo dispositivo di supporto per il collo rappresenta un'opzione preziosa per le persone che soffrono della Sindrome del Collo Cadente. Permettendo il movimento della testa pur fornendo supporto, affronta i limiti delle attuali opzioni di trattamento. I risultati positivi dei test iniziali suggeriscono che potrebbe migliorare significativamente la qualità della vita di chi è colpito da questa condizione.
Man mano che la ricerca continua, il dispositivo ha il potenziale per essere perfezionato e adattato per soddisfare le esigenze uniche di ciascun utente. Con lo sviluppo in corso, potrebbe diventare una soluzione ampiamente utilizzata per gestire la Sindrome del Collo Cadente e migliorare la vita quotidiana di chi ne è colpito.
Titolo: Design of a Multi-Degree-of-Freedom Elastic Neck Exoskeleton for Persons with Dropped Head Syndrome
Estratto: 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.
Autori: Santiago Price Torrendell, Yang Chen, Hideki Kadone, Modar Hassan, Kenji Suzuki
Ultimo aggiornamento: 2023-03-11 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.06413
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.06413
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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