수부 절단 장애인을 위한 근전전동의수 개발 (Development of Myoelectric Hand Prosthesis for Partial Hand Amputees)

서지정보

· 발행기관 : 한국재활복지공학회
· 수록지 정보 : 재활복지공학회논문지 / 19권 / 1호 / 69 ~ 78페이지
· 저자명 : 정성윤, 김승기, 유효종, 한광호, 신현준, 박세훈

초록

수부 절단 장애인은 상지 절단 장애인의 80% 이상 차지하고 있으며, 대부분의 수부 절단 장애인은 미용적인 기능만 가지고 있는 미용의수를 사용한다. 최근에는 다자유도 로봇의수에 적용된 독립적인 움직임이가능한 모터 구동형 손가락 모듈을 이용하여 수부 절단 장애인들이 사용할 수 있는 근전전동의수가 개발되고 있다. 하지만 상용화된 제품의 경우 가격이 고가이며, 제작 방법이 어려워 수부 절단 장애인들은 여전히미용의수를 사용한다. 본 연구에서는 손의 중수지절관절이 절단된 수부 절단 장애인들이 착용할 수 있는 근전전동의수를 제안한다. 제안된 손은 모터의 구동력을 이용하여 굽힘과 폄 동작이 가능한 손가락 모듈, 환부 형상을 고려한 맞춤형 소켓, 그리고 제어 시스템으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 엄지외 나머지 손가락이 모두 절단된 수부 절단 장애인을 대상으로 환부 형상을 고려한 개인 맞춤형 수부 근전전동의수를 개발하였다. 개발된 손의 성능을 확인하기 위해 우리는 박스 앤 블록과 젭슨 테일러 손기능 훈련 테스트 장치를 이용하였다. 실험결과 박스 앤 블록 테스트의 블록 이동수는 57% 향상되는 것을 확인하였고, 젭슨 테일러 손기능 테스트 수행 시간은 모두 10% 이상 단축되는 것을 확인하였다. 실험으로부터 본 연구에서 제안한 수부 근전전동의수가 수부 절단 장애인들이 사용하는 근전전동의수로 적용할 수 있음을 보인다.

영어초록

Partial hand amputees account for more than 80% of upper limb amputees, and most partial hand amputees use cosmetic hand prosthesis that have only cosmetic function. Recently, myoelectric partial hand prostheses are being developed for the partial hand amputees using the motor-driven finger module that can be used in multi-DOF robotic hand prosthesis. However, commercialized products are expensive and difficult to manufacture, so partial hand amputees still use cosmetic hand prosthesis. In this study, we propose a myoelectric hand prosthesis for partial hand amputees with metacarpophalangeal joint amputation. The proposed hand consists of the motor-driven finger module, a customized socket, and a control system. In this study, we developed a customized myoelectric hand prosthesis considering the shape of the amputation site for a partial hand amputee with all four fingers except the thumb amputated. To verify the performance of the developed hand, we used the Box and Block and Jepsen Taylor hand function training test devices. The experimental results showed that the number of blocks moved in the Box and Block test was increased by 57%, and the test time was shortened by more than 10% in the Jepsen Taylor hand function training test. From the experiments, it was shown that the proposed myoelectric partial hand prosthesis can be applied to partial hand amputee.

참고자료

· 없음