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| Author: | BARZANI, LUCA |
| Supervisor: | COVARRUBIAS RODRIGUEZ, MARIO |
| Scientific Disciplinary Sector: | ING-IND/15 DISEGNO E METODI DELL'INGEGNERIA INDUSTRIALE |
| Date: | 19-Dec-2018 |
| Academic year: | 2017/2018 |
| Title: | Design of a device for post-stroke rehabilitation of the hand |
| Italian abstract: | La tesi presenta la progettazione di un esoscheletro per la riabilitazione
della mano. Il sistema è pensato per pazienti che soffrono
di paralisi di una mano, come conseguenza di ictus, che porta ad un
significativo deficit nelle azioni di tutti i giorni.
È stato provato che il processo riabilitativo è in grado di portare
grandi miglioramenti, ma ciò necessita la costante presenza di un
tutor. Per questo motivo vengono progettati sistemi che aiutano il
paziente ad eseguire esercizi in autonomia.
Il progetto parte da una descrizione generale dell’ictus. Vengono
poi presentate una rassegna dello stato dell’arte e considerazioni
meccaniche e anatomiche sulla mano umana. Dopodiché, viene esposta
un’analisi dettagliata dell’esoscheletro.
L’obiettivo del progetto è di realizzare un dispositivo leggero ed
economico, che possa essere usato anche a casa. L’esoscheletro deve
essere in grado di riprodurre i movimenti sulla mano paralizzata,
senza l’intervento di un tutor. Per sviluppare queste caratteristiche
sono stati sviluppati diversi aspetti riguardanti l’applicazione, come
ergonomia, regolabilità e semplicità d’uso. Da queste considerazioni
sono stati ricavati i parametri che guidano la progettazione.
Il sistema ha due modalità d’uso. Nella prima, l’esoscheletro
esegue esercizi decisi dal tutor su un computer. La seconda modalità
prevede un’operazione di specchiatura, in cui la mano sana indossa
un guanto con sensori. L’esoscheletro e il guanto comunicano, in
modo che la mano sana guidi i movimenti dell’altra mano. |
| English abstract: | This paper presents the design of an exoskeleton for hand rehabilitation.
The system is intended for people suffering an impairment
of fingers as consequence of a stroke, which leads to a significant
deficit in hands everyday activities.
Rehabilitation process has been proven to bring great benefits,
but the constant presence of a tutor is needed. To overcome this
issue, systems that allow the patient to perform the training by
himself have been designed.
The project starts from an overall description of stroke phenomenon,
under different points of view. After that, a state of the
art review is presented, following mechanical and anatomical considerations
about the hand. Then, a complete review of the exoskeleton
design is presented.
The objective of the project is to design a lightweight and affordable
device that can be used at home. This device should be
able to reproduce training movements on an impaired hand, without
the intervention of a tutor. For implementing these features,
many aspects related to the application have been considered, like
ergonomics, adjustability and usability. These considerations, allowed
to determine project driving parameters.
The system has been designed with two directions of use, depending
on the rehabilitation therapy.
In the first mode, the exoskeleton is linked to a computer and
performs exercises decided by the therapist on the PC.
The second mode is a mirroring action, where the healthy hand
wears a glove with sensors. In this modality, exoskeleton and glove
communicate so that the motion of healthy hand drives the movements
of the impaired hand.
For the realization of most components a 3D printer has been
adopted, using PLA and TPU materials. For exoskeleton motion,
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linear actuators have been employed. Control system is based on
Arduino UNO and Arduino NANO boards, and communicates with
the computer through a Unity program, also used for developing
user interface. |
| Italian keywords: | esoscheletro; ictus; riabilitazione; Arduino; attuatori; unity; 3D print |
| English keywords: | exoskeleton; stroke; rehabilitation; Arduino; actuators; unity; stampa 3D |
| Language: | eng |
| Appears in Collections: | POLITesi >Tesi Specialistiche/Magistrali |
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