Design and development of wrist prosthesis for amputees and rehabilitation

The human wrist influences greatly to the mobility of the arm, encouraging dexterity and manipulation capabilities. Over the time, technological advances have allowed the development of prosthetic devices with a high functional value, mainly focused on minimizing the gap between an artificial limb and the lost limb. The current work proposes a novel design for the wrist mechanism of a prosthetic arm. The proposed product features easy disconnect mechanism for locking in and out of the hand part. It also includes adjustable rotational friction for the user’s daily needs, along with tool-less adjustable wrist positions. All the parts were 3D printed with PLA material. The present work also aims to tackle phantom limb pain, which is a serious issue for an amputee. A rehabilitation program based on mirror therapy is being made with the help of virtual reality and hand tracking. Oculus Rift and Leap motion controllers were used for immersive VR experience. The programs reliability was measured with the standard System Usability Scale (SUS).

Il polso umano influenza notevolmente la mobilità del braccio, incoraggiando destrezza e capacità di manipolazione. Nel tempo, i progressi tecnologici hanno permesso lo sviluppo di dispositivi protesici ad alto valore funzionale, focalizzati principalmente sulla minimizzazione del divario tra un arto artificiale e l’arto perso. Il lavoro attuale propone un nuovo design per il meccanismo del polso di un braccio protesico. Il prodotto proposto presenta un meccanismo di scollegamento facile per il bloccaggio dentro e fuori la parte della mano. Include anche l’attrito rotazionale regolabile per le esigenze quotidiane dell’utente, insieme a posizioni del polso regolabili senza attrezzi. Tutte le parti sono state stampate in 3D con materiale PLA. Il presente lavoro mira anche ad affrontare il dolore dell’arto fantasma, che è un problema serio per un amputato. È stato realizzato un programma di riabilitazione basato sulla terapia dello specchio con l’aiuto della realtà virtuale e del monitoraggio delle mani. I controller di movimento Oculus Rift e Leap sono stati utilizzati per un’esperienza VR coinvolgente. L’affidabilità dei programmi è stata misurata con la System Usability Scale (SUS) standard.