ALEx RS ถูกพัฒนาขึ้นจากการออกแบบที่ล้ำสมัย โดยใช้ระบบขับเคลื่อนแบบเอ็น (tendon actuated transmission) ซึ่งช่วยให้ผู้ป่วยได้รับความสะดวกสบาย น้ำหนักเบา และมีความเป็นธรรมชาติสูงขณะฟื้นฟู อุปกรณ์นี้ได้รับการรับรองมาตรฐาน CE และจัดอยู่ในกลุ่มเครื่องมือแพทย์ประเภท IIa
การออกแบบของ ALEx RS มีต้นกำเนิดจากความเชี่ยวชาญด้านการออกแบบหุ่นยนต์ของ Scuola Superiore Sant’Anna และถูกนำมาประยุกต์ใช้ในงานฟื้นฟูสมรรถภาพทางคลินิกหลังภาวะหลอดเลือดสมอง (post-stroke rehabilitation)
ALEx เป็นอุปกรณ์โครงร่างหุ่นยนต์ภายนอก (exoskeleton) ที่มีอิสระการเคลื่อนไหว 6 แกน (six Degrees of Freedom: DoFs) ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบนของมนุษย์ โดยมีความยืดหยุ่นทางกลสูง (mechanically compliant)
อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยข้อต่อที่มีระบบขับเคลื่อนและตรวจวัด (sensorized and actuated joints) จำนวน 4 จุด ได้แก่
การกาง-หุบไหล่ (shoulder abduction-adduction: SH-Abd-Ad)
การหมุนไหล่ (shoulder rotation: SH-Rot)
การงอ-เหยียดไหล่ (shoulder flexion-extension: SH-Flx-Ext)
การงอ-เหยียดข้อศอก (elbow flexion-extension: EL-Flx-Ext)
นอกจากนี้ยังมีข้อต่อแบบตรวจวัดได้แต่ไม่ขับเคลื่อน (sensorized and passive joints) อีก 2 จุด ได้แก่
การหมุนแขนท่อนล่าง (forearm pronation-supination: FO-Pro-Sup)
การงอ-เหยียดข้อมือ (wrist flexion-extension: WR-Flx-Ext)
ด้วยกลไกการเคลื่อนไหวของข้อต่อหัวไหล่ที่ออกแบบเฉพาะตัว ทำให้อุปกรณ์ exoskeleton นี้สวมใส่ง่าย และสามารถปรับให้เหมาะสมกับสรีระของผู้ใช้ที่มีขนาดแตกต่างกันได้อย่างสะดวก
ALEx สามารถครอบคลุมพื้นที่การเคลื่อนไหวของแขนตามธรรมชาติได้ประมาณ 92% จึงช่วยให้หุ่นยนต์สามารถให้การช่วยเหลือผู้ป่วยระหว่างการเคลื่อนไหวในทิศทางต่าง ๆ ได้อย่างเป็นธรรมชาติ
อุปกรณ์หุ่นยนต์สามารถมอบการฟื้นฟูสมรรถภาพที่มีความเข้มข้นและความถี่สูง พร้อมด้วยระบบติดตามประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวและตัวชี้วัดทางการเคลื่อนไหว (movement biomarkers) แบบต่อเนื่อง เพื่อปรับระดับการรักษาให้เหมาะสมตามความต้องการเฉพาะของผู้ป่วยแต่ละราย
ระบบ Exoskeleton ช่วยให้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวของข้อต่อและแรงบิดในการเคลื่อนไหว (articulation torques) ได้อย่างแม่นยำ
ALEx RS สามารถให้การช่วยเหลือแบบมีการนำทาง (guided assistance) ระหว่างการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบนที่ซับซ้อนได้ โดยสามารถปรับระดับการช่วยเหลือได้ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบปรับด้วยตนเอง เพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้ป่วยแต่ละราย
นอกจากนี้ การออกแบบให้รองรับการทำงานแบบสองแขน (dual-arm configuration) ของ ALEx RS ยังช่วยให้สามารถฟื้นฟูสมรรถภาพการเคลื่อนไหวของแขนทั้งข้างซ้ายและข้างขวาได้ในเวลาเดียวกัน สนับสนุนแนวทางการฝึกฟื้นฟูแบบ bilateral rehabilitation training อย่างมีประสิทธิภาพ
ALEx RS สามารถนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในการฟื้นฟูสมรรถภาพทางระบบประสาทและการเคลื่อนไหวของแขนส่วนบน (upper limb neuromotor rehabilitation) โดยระดับการช่วยเหลือเมื่อผู้ป่วยเคลื่อนไหวได้บ้างส่วน (active assistance) สามารถปรับได้ในแต่ละข้อต่อของแขนส่วนบน ขณะที่ระบบกลไกของอุปกรณ์ซึ่งมีความยืดหยุ่นในตัวเอง (intrinsic mechanical compliance) ช่วยรับรองมาตรฐานความปลอดภัยสูงสุดสำหรับผู้ป่วย
LEx RS สามารถนำมาใช้ในการฟื้นฟูหลังการผ่าตัดไหล่ได้ เนื่องจากมีความสามารถในการควบคุมช่วงการเคลื่อนไหว (range of motion) และแรงต้าน (load) ของข้อต่อแต่ละส่วนได้อย่างแม่นยำและเฉพาะเจาะจง
การออกแบบของ ALEx RS มุ่งเน้นให้เลียนแบบการทำงานตามธรรมชาติของแขนมนุษย์ กลไกการเคลื่อนไหวที่เป็นนวัตกรรมของ ALEx RS ช่วยให้สามารถเคลื่อนไหวได้ในช่วงกว้าง ครอบคลุมถึง 92% ของพื้นที่การเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของแขนมนุษย์
ALEx RS ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อช่วยในการฟื้นฟูสมรรถภาพสำหรับกิจกรรมจำเป็นในชีวิตประจำวัน (Activities of Daily Living: ADL) เช่น การดูแลตนเอง การแต่งตัว และการรับประทานอาหาร
การรักษาสามารถปรับให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้ป่วยได้โดยการควบคุมแรงบิดและการเคลื่อนไหวที่ระดับข้อไหล่และข้อศอกอย่างเฉพาะเจาะจง
ด้วยคุณสมบัติการตรวจจับซ้ำซ้อน (redundant sensing) ALEx RS สามารถระบุแม้เพียงความตั้งใจที่จะทำการเคลื่อนไหวเล็กน้อยของผู้ป่วย และปรับระดับความช่วยเหลือตามความต้องการของผู้ป่วย เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับการฟื้นฟูแขนส่วนบนในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองทั้งระยะเฉียบพลันและระยะเรื้อรัง
การสวมใส่เอ็กโซสเกเลตัน ALEx RS นั้นง่ายมาก และด้วยการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา ผู้ป่วยสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้องใช้แรงใดๆ
หมดปัญหากับขั้นตอนการปรับตั้งที่ซับซ้อนในการใช้งานอุปกรณ์ ด้วยเซ็นเซอร์ตำแหน่งสัมบูรณ์ ALEx RS พร้อมใช้งานทันทีที่เปิดเครื่องโดยไม่จำเป็นต้องทำการปรับตั้งใดๆ
