使矫形器更加舒适和高效，4D打印柔性手部除颤器

来源：生物设计与制造BDM


本综述论文回顾了手部除颤器的各种形式，并展望了4D打印在其中的发展趋势。震颤是一种不自主和振荡的运动障碍，使受影响的患者难以进行日常活动。手部震颤抑制矫形器是无创的可穿戴设备，旨在减轻震颤。各种研究表明，这些设备是有效、经济和安全的;但是，它们具有诸如重量大、形状笨拙和刚性部件等缺点。本研究调研了不同类型的震颤抑制矫形器，并讨论了它们的效率、机制和优缺点。首先，详细描述了各种矫形器（具有被动、半主动和主动机制）。接下来，作者介绍了增材制造（AM）最近在制造用于震颤矫形器的传感器和执行器方面取得的进展，并进一步分析增材制造技术中使用的材料。研究发现，传统的制造问题可以借助AM技术解决，例如使矫形器价格合理，更轻，更便于定制。正被广泛讨论的另一个概念是使用智能材料和AM方法，例如4D打印，以使矫形器更加舒适和高效。

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2022-7-4 09:25 上传

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图1 (a)手臂自由度；(b)手指关节（包括掌指骨、近端指间和远端指尖）


图2 各种被动机构：(a)磁性震颤消除；(b)震动手链；(c)充气震颤衰减矫形


图3 各种半主动机构：(a)磁性震颤阻尼；(b)柔性半主动液力执行器


图4 各种主动机构：(a)无刷电机驱动；(b)永磁体直线电机驱动；(c)机电控制绳索驱动；(d)气动人工肌肉驱动


图5 3D打印传感器：(a)电容式加速度计；(b)压电加速度计；(c)肌电传感器；(d)位移传感器


图6 3D打印柔性驱动器和结构：(a)柔性腕关节；(b)介电驱动器；(c)具有液力驱动器的手部辅助装置


图7 具有线性和卷曲的双稳态机构


图8 采用变刚度材料消除震颤