电动手臂康复支架帮助用户更独立地生活

广大公司需要高度特定的医疗机器人产品来为有各种需求的患者提供帮助，改善他们的生活，并同时帮助患者获得更大的独立性。

经历过中风或创伤性脑损伤的患者常常会丧失其中一只手臂的功能。在治疗时需要采用各种物理治疗方法，例如运动技能训练、活动范围疗法，另外还会使用拐杖、助行器和背带等辅助工具进行行动训练。位于美国马萨诸塞州波士顿的医疗机器人公司Myomo开发出一种电动式肌电矫形器（电动支架），可以帮助患者再次使用受损的手掌和手臂。

肌电是一种利用传感器识别和测量肌肉收缩时再次所产生的电信号的技术。这些传感器也被称为电极，它们被贴在皮肤上并通过专门设计的控制器来检测甚至最轻微的肌肉收缩。控制器会根据用户希望执行的动作相应触发电机。使用一系列传感器和电机，用户可以同时控制多项功能，例如Myomo电动支架的肘部和手部功能。

重要前提：在不向身体其他部位施加更多压力的情况下同时保证灵活性。

经历过中风或创伤性脑损伤的患者常常会丧失其中一只手臂的功能。在治疗时需要采用各种物理治疗方法，例如运动技能训练、活动范围疗法，另外还会使用拐杖、助行器和背带等辅助工具进行行动训练。位于美国马萨诸塞州波士顿的医疗机器人公司Myomo开发出一种电动式肌电矫形器（电动支架），可以帮助患者再次使用受损的手掌和手臂。

肌电是一种利用传感器识别和测量肌肉收缩时再次所产生的电信号的技术。这些传感器也被称为电极，它们被贴在皮肤上并通过专门设计的控制器来检测甚至最轻微的肌肉收缩。控制器会根据用户希望执行的动作相应触发电机。使用一系列传感器和电机，用户可以同时控制多项功能，例如Myomo电动支架的肘部和手部功能。

图1：MyoPro 2+帮助用户在医疗机器人的支持下更独立地生活。

这家公司及其产品的主要目标是帮助无法使用手臂的患者重新恢复尽可能多的手部和手臂功能，让他们能够更独立地生活。重返日常生活的形式有很多种，比如自己穿戴衣物，或者一只手拿着酸奶杯、另一只手用勺子舀酸奶，又或者在分发食物时可以自己拿着餐盘（见图1）。

与截肢患者不同的一点是，电动支架会为身体带来额外的重量负担，而后者则是取代了患者原本的身体部位。这意味着，MyoPro®2+肌电矫形器的一个重要设计目标就是在保持高性能输出的同时最大程度地减轻重量。

在设计和开发过程中，公司的任务是优化电动支架的整体性能及重量，让佩戴者不必携带任何多余重量，从而减轻患者肩部和颈部的应力负担。在MyoPro 2+电动矫形器的早期设计阶段，公司便决定使用两台由maxon精密电机部门设计和制造的精密电机。MyoPro 2+会直接通过患者皮肤表面读取微弱的肌电图（EMG）信号，无需植入物。这个微弱的信号可以激活maxon微型电机，并按照用户意愿移动手臂和手部，不需要进行电刺激。

图2：MyoPro 2+非常注重舒适性和轻便性，并采用高效、紧凑的电机和控制器技术。

电动支架的肘关节通过maxon DCX19电机移动，这款电机不仅有较高的功率密度，而且具备高效率、运行平稳等特性。这款电机提供6-35mm的各种尺寸供选择。稀有金属或石墨碳刷以及滚珠或烧结轴承。除了电机之外，MyoPro 2+还集成有maxon的低噪音行星齿轮箱，以确保安静运行，尽量使电动支架在日常活动中不引人注目（见图2）。

对于手部运动，患者的食指和中指需要相互配合、一起动作。由此可以提供额外的稳定性和抓握支撑力。这里使用的电机是maxon RE13，同样也与行星齿轮箱连接。RE13电机以其高效节能的DC运行方式而闻名，效率超过90%。与其他maxon电机系列产品一样，这款电机也提供各种尺寸供选用，以满足用户的一系列转矩和转速要求。

maxon的DCX有刷电机、EPOS和ESCON位置控制器都可以在线订购。

在MyoPro 2+的原型设计阶段，Myomo采用maxon的EPOS 50/5和ESCON 24/2控制器作为灵活的设计平台，以测量和精调支架的运行。一旦完成电机特性的正确 校准，并获得正确的运行功能和技术规格，公司就根据在原型设计过程中得到的控制参数集成了自己的轻型电路板。这种电路板尺寸更小、体积更紧凑，重量也更轻，因此公司可以将控制单元安装在肘关节附近，而不会妨碍手臂的运动。

MyoPro需要由物理和作业治疗师推荐、由医生开具处方并由矫形器和义肢专业人员根据患者的具体情况调整。目前，Myopro 2+是市场上唯一一种可帮助患者恢复个人日常生活与活动能力的医疗设备，例如自己进食、搬运物品以及完成家务。一些患者在使用这款电动支架后已经能重返工作岗位，而另一些患者则学会了独立生活，从而降低了额外护理和康复成本。