욕창은 장기간 병상에 누워있는 환자에게 매우 흔하며 임상 실습에서 가장 큰 경제적 손실을 일으키는 상태 중 하나다.
현재 다기능 간호 침대는 침대 표면을 기울여 환자를 기계적으로 재배치할 수 있다. 그러나 이 과정은 여전히 수동 보조에 크게 의존하고 있으며 환자의 신체 회전 중심의 움직임을 고려하지 않는다. 회전 중심이 일치하지 않기 때문에 환자는 위치를 변경하는 동안 등을 당길 위험이 있다. 인간과 기계의 움직임 사이의 조정에도 한계가 있고 기능적 유연성에도 한계가 있다.
이러한 보조 장치의 인간-기계 이동의 조정을 개선하기 위해 베이징 정보과학기술대학 기계 및 전기공학부의 쑤 펭 준교수가 재배치 과정에서 어깨와 엉덩이의 움직임에 대한 연구를 수행하는 팀을 이끌었다.
재배치 동작을 위한 실험 베드는 위 그림과 같다. 베드 표면은 투명 아크릴 판으로 만들어졌으며 실험 베드 위와 아래에 NOKOV 광학 모션 캡처 카메라 6대가 배치되었다.
본체가 뒷면에 평평하게 놓여 있는 동안 하단 광학 모션 캡처 카메라는 투명한 아크릴 판을 통해 뒷면의 반사 마커를 추적한다. 위치 변경이 발생하면 상단 광학 모션 캡처 카메라는 본체가 새 위치로 전환될 때 모든 마커를 추적한다. 마커의 움직임은 어깨와 엉덩이의 골격 움직임을 나타내는 데 사용된다. 이 골격 운동은 앙와위에서 환자의 재위치를 조사할 때 연구해야 할 가장 중요한 측면이다. 사전 조사 끝에 어깨와 엉덩이에 5개의 반사 마커만 부착하면 동적 모델을 정확하게 결정할 수 있음을 발견했다.
총 15명의 피험자가 앙와위 자세 변경 실험에 포함되었으며 각 피험자는 20번의 실험을 받았다. 시험에서 얻은 데이터를 수집하고 평균을 낸 다음 피험자 간에 비교했다. 주요 분석 영역은 실험 내내 피험자의 엉덩이와 어깨의 일반적인 운동 궤적이었다.
그런 다음 움직임 모델의 시뮬레이션 실험을 Matlab에 입력하고 결과 피팅 그래프를 분석했다. 실험 결과는 피험자 사이의 엉덩이와 어깨의 일관된 궤적을 보여준다.
이 연구에서 NOKOV 모션 캡처 시스템은 누운 자세에서 인체의 위치 변경을 캡처했다. 실험 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 움직임 모델의 정확도와 궤적 그래프의 적합도를 평가하였다. 이 데이터는 인간-기계의 움직임을 더 잘 조정하도록 설계된 재배치 보조 장치의 개발에 도움이 될 수 있다.
참조:
[1] Su Peng, Lu Da, Lun Qinglong, Li Jian, Xu Xiaozhong, Fan Yubo. Research on the Design of Assisted Human Rollover Mechanism Based on Motion Trajectory Graphic Fitting [J]. Journal of Graphics, 2020, 41(06): 993 -1000.
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