Funktionelle elektrische Stimulation (FES)
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Projektbeschreibung
Die klinische Rehabilitation und die postoperative Rehabilitation sind für die Gesundheit der Patienten, insbesondere für ältere Menschen, von entscheidender Bedeutung. Die häufigste Beeinträchtigung ist die Parese der unteren und oberen Gliedmaßen. Funktionelle Elektrostimulation (FES) und Exoskelette werden als notwendige Methoden zur Rehabilitation der Körperbewegungen angesehen. Mit diesen beiden Methoden allein lässt sich jedoch nicht das gewünschte Ziel erreichen. Ein vielversprechender Weg zur Unterstützung der Körperrehabilitation ist ein hybrides elektromechanisches System. Ziel des Projekts ist es daher, ein hybrides Robotersystem zu entwickeln und zu evaluieren, das FES-Technologie, Körperbewegungserfassungssystem und Sensoren kombiniert.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird zunächst ein Motion-Capture-System verwendet, um die genaue Trajektorie der grundlegenden Körperbewegungen (Gehen, Sitzen bis Stehen usw.) zu bestimmen. Ein Exoskelett mit vier Motoren wird entwickelt und an den Hüften und Knien befestigt. Sie halten den Körper hauptsächlich stabil und sorgen für Drehmoment und Unterstützung bei der Bewegung. Das FES-System mit vier Kanälen wird auf den Tibialis-Muskel, den Soleus-Muskel, den Gracilis-Muskel und den Rectus femoris-Muskel angewendet. Anstatt den Muskel selbst zu stimulieren, wird vielmehr der Nerv des Muskels stimuliert, um die Muskeln vollständig zu kontrahieren. Darüber hinaus werden auch die Muskelermüdung und das EMG-Signal in den Rehabilitationsprozess einbezogen. Kombiniert mit neurologischen Methoden und Sensoren könnte das hybride Exoskelett mit geschlossenem Regelkreis mehr Vorteile bringen als es allein funktioniert. Dieses Hybridsystem kann in einem Rehabilitationszentrum eingesetzt werden. Weitere Studien und Anwendungen sind im Gange, um die Wirksamkeit und Kontrollstrategie in einer klinischen Studie zu bewerten.
Studentische Arbeiten
Auf dem spannenden Gebiet der Rehabilitationsrobotik und Exoskelette freuen wir uns immer über begeisterte Studenten aus den Studiengängen Elektrotechnik oder Maschinenbau. Methodisch sind die zu bearbeitenden Themen hauptsächlich in den folgenden Bereichen angesiedelt:
- Regelungstheorie: Entwurf und Validierung verschiedener Steuerungskonzepte
- Elektronik: Sensorischer Entwurf
- Mechanik: Konstruktion und Design
Wenn Sie sich für ein bestimmtes Thema interessieren und Ihre eigenen Ideen verwirklichen wollen, rufen Sie an oder schreiben Sie eine E-Mail an den Betreuer.