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2022世界各国留学政策深度解读

美国南加州大学学生为洛杉矶儿童医院患者3D 打印假肢

来源:南加州大学官网  作者:Amy国王  时间:2022-04-08 11:11:53


我们如何与世界互动的一个基础集中在我们如何使用我们的四肢。作为孩子,我们用手和腿攀爬,用手指弹奏乐器,扔球和挥动球棒,所有这些都是为了学习灵活性、灵巧性,当然还有玩耍的乐趣。然而,每年都有成千上万的孩子天生就有肢体差异,他们需要学习如何通过不同的工具来体验这个世界:假肢。


假肢很昂贵,孩子们可能会很快地摆脱它们,同时摸索着获得使用它们的信心——以及面对与众不同时的自信。但是新的解决方案,例如由USC Freehand(USC 3D4E 学生组织的一个分支)创建的 3D 打印假肢,可以提供更便宜、更灵活的选择。


南加州大学维特比工程学院二年级学生、南加州大学 Freehand 成员 Brendan Kim 说:“假肢是一项非常快速发展的技术。我们必须非常清楚的一件事是,这绝不是替代牌。你无法举起重物,但捡起较小的物体、扔球或拿着铅笔是我们的双手可以完成的事情。”


USC Freehand 直接与洛杉矶地区的儿童合作,主要是通过与洛杉矶儿童医院(CHLA) 的合作。这个过程是 USC Freehand 的成员和患者之间的协作,以确保假肢适合并根据患者的颜色和设计偏好进行定制。每个学期,由大约 10 名学生组成的团队为患者提供两到三个假肢,由CHLA儿科手和上肢外科项目主任、“CATCH”手差异项目创始人Nina Lightdale-Miric 博士确定。每只手大约需要一个月到一个半月的时间才能完成,从最初的咨询、测量和考虑患者状况的具体细节,到打印和最终调整。


Kim 说,“手绘涉及与不同的人一起工作——医生、父母、孩子。假肢起初可能令人生畏。能够与幼儿交流复杂的想法并为患者创造一个温馨的环境尤为重要。”


制作一只手


假肢 USC Freehand 设计的类型取决于患者的手臂和手部形态。“一个孩子可能已经形成了他的手腕和手掌,但手指并没有从那里完全发育。假肢可以通过弯曲手腕来工作。或者可能没有手腕,但他们确实有一个完全成型的肘部,所以我们将假肢连接到二头肌,以获得通过激活肘部来打开和关闭手指的杠杆作用,”Kim 说。


使用计算机辅助设计的虚拟设计过程是第一步。团队成员还将努力扩展某些设计,例如蜘蛛侠的网,以确保它适合假肢。设计完成后,文件将被带到Baum Family Maker Space,在那里进行 3D 打印。有时,这些打印可能会失败,Kim 说,所以他们尝试在本周早些时候打印,留出空间来解决任何问题。


打印完所有零件后,USC Freehand 成员会聚在一起组装这只手。这些作品经过精制——也许经过打磨以抚平任何粗糙的边缘。最后的假肢经过组装和测试,以确保所有部件都能正常工作。从那里开始安排病人,病人试手。随后根据需要进行其他更改。


Kim 说:“通常可能需要调整的部分是称为手套的部分(手套覆盖手腕的部分)。它是平面印刷的,我们将其浸入热水中,使其更像圆顶形状。这样做的好处是,如果需要,患者可以自行调整这件作品。” 例如,上学期,一位患者的假肢并不完美,但他的母亲能够通过取下手套、将其浸入沸水中并重新塑造来调整其尺寸,Kim 说。这个过程可以无限重复。


该团队专注于小学年龄(三到十岁)的患者。Kim 说,一个重要因素是评估孩子的肢体大小,对于 USC Freehand 提供的假肢来说,这可能太小或太大。典型的手使用非常轻的PLA灯丝。手可以抓握和握住轻的物体,并且如果将来有一块碎片可以很容易地重新打印。


该团队使用来自 USC 3D4E 的打印机,这也为他们的工作提供资金,因此他们能够免费提供所有假肢。他们还使用开源计算机辅助设计文件(由名为 Enabling the Future 的志愿者社区创建)作为构建假肢的蓝图。最近,他们开始探索新的创新,例如Andrej Dukic 的 Maker's Hand。Maker Hand 是一个雄心勃勃的项目,旨在创造与更先进、更昂贵的假肢相媲美的 3D 打印手。


Kim 说:“Andrej 向我们发送了他的文件,我们希望将他的创新带到洛杉矶地区。它肯定比我们制造的任何假肢都先进,所以它的推出将是一个缓慢的过程,而且最初更多的是我们研发业务的一部分。”


为未来建立信心


许多孩子不仅在假肢的使用上苦苦挣扎,而且还在为获得肢体差异的信心而苦苦挣扎。


Kim 说:“我们的假肢目标不一定是替换手,而是更多地为这些孩子建立信心。在肢体差异的情况下成长可能具有挑战性,尤其是在心理上,因此我们希望我们的患者为这个过程感到自豪。”


Kim 说这就是他们与患者合作定制假肢的原因。“选择自己的设计,让自己更个性化,意味着他们可以自豪地佩戴假肢,”他说。


假肢有不同的设计——包括不同的颜色和贴花,如钢铁侠或玩具总动员主题。


假肢可以让孩子们积累使用假肢的经验,这样他们将来就可以继续使用更先进的假肢,Kim 说。“我认为我们正在为更大更好的事情而努力。”



新闻来源:https://viterbischool.usc.edu/news/2022/02/superhero-confidence-for-kids-with-limb-differences/


撰稿:Amy国王


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