上肢康复机器人结合常规康复训练对急性期脑卒中患者上肢功能的疗效研究

目的:观察上肢康复机器人结合常规康复训练对急性期脑卒中患者上肢运动功能的改善情况。方法:将50例脑卒中患者随机分为对照组和观察组,对照组每天进行2次常规康复训练,观察组每天进行1次常规康复训练及1次上肢康复机器人训练,每周治疗5d,共4周,治疗前后分别用Fugl-Meyer(上肢部分,FMA-UE)、改良日常生活能力(MBI)、肩关节主动关节活动度评价康复效果。结果:治疗后,2组患者的FMA-UE、肩关节主动关节活动度和MBI评估均有明显提高(P0.05),上肢康复机器人结合常规康复训练组的FMA-UE和肩关节前屈、水平内收、水平外展主动关节活动度与对照组相比提高更加明显(P0.05)。结论:上肢康复机器人结合常规康复训练对急性期脑卒中患者上肢功能有明显改善作用。     

从医学角度探讨偏瘫上肢康复训练机器人的设计

偏瘫上肢康复训练机器人是替代医师牵引患患肢进行康复治疗，完成训练动作的一种医疗设备。它不同于一般的工业机器人，它有着特殊的工作对象以及特定的工作环境。设计偏瘫上肢康复训练机器人时，必须从患的需要出发，同时符合临床康复训练的规律。在满足训练功能的同时，机器人应最大限度的保证患患肢的安全，并且还应充分考虑到机器人与工作环境的适应性以及患的可接受性。同时，在设计中采用模块化的设计思想，可将机器人系统分成的牵引机构、支撑机构、控制系统和数据采集系统等相对独立的部分分别进行设计。     

一种组合式远程康复训练机器人的研制:适用性及其安全性

背景:国内对康复机器人的研究起步比较晚,辅助型康复机器人的研究相对较多,而康复训练机器人的研究相对较少,医工跨学科的结合有待加强,国内的康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求.目的:针对国内康复专家少而患者较多这一问题,将遥操作机器人技术与康复医疗器械相结合,以期研制一种基于力反馈的组合式远程康复训练机器人系统.方法:充分考虑到患者的安全性,采用磁流变阻尼器加上直流电机的模式,设计了一种组合式机械臂,将遥操作机器人技术应用于肢体残障者的康复训练,使患者可以根据康复治疗师的远程设定进行康复锻炼,并将虚拟现实技术与康复训练相结合,把枯燥的康复训练变成轻松有趣的游戏.结果及结论:该系统的服务对象是上肢有运动障碍的患者,通过对机械臂的拆卸和组合,可给患者提供康复需要的不同训练模式和治疗方案;运用计算机网络技术可使患者根据康复医师的远程设定进行康复训练;身临其境的虚拟现实技术显著提高了康复训练的积极性与效果.实验结果表明,所研制的远程康复训练机器人系统具有良好的适用性和安全性.     

一种新型智能交互式上肢康复机器人研究

目的:针对现有的上肢康复机器人的不足,设计一款新型的智能交互式上肢康复机器人帮助脑卒中偏瘫患者完成上肢康复训练。方法:设计一种新型3个自由度的上肢康复机器人机械结构,利用套筒和弧齿锥齿轮组成的传动系统进行动力传输,所有电气系统元件统一安装于机器人底部机箱内减少噪音。设计电气控制系统,完成系统实验对样机进行验证,并用Unity3D引擎设计一款专用于本机器人的虚拟现实游戏使患者的训练更具有趣味性。结果:该机器人能按设计要求完成3自由度的运动,能很好地完成规划的预定动作并实现噪音小的设计目标。虚拟现实训练能够有效地提高康复训练的质量和效率。结论:该上肢康复机器人能基本实现预期功能和效果,帮助偏瘫患者进行训练达到康复的目的。     

从医学角度探讨偏瘫上肢康复训练机器人的设计

偏瘫上肢康复训练机器人是替代医师牵引患者患肢进行康复治疗,完成训练动作的一种医疗设备。它不同于一般的工业机器人,它有着特殊的工作对象以及特定的工作环境。设计偏瘫上肢康复训练机器人时,必须从患者的需要出发,同时符合临床康复训练的规律。在满足训练功能的同时,机器人应最大限度的保证患者患肢的安全,并且还应充分考虑到机器人与工作环境的适应性以及患者的可接受性。同时,在设计中采用模块化的设计思想,可将机器人系统分成的牵引机构、支撑机构、控制系统和数据采集系统等相对独立的部分分别进行设计。     

三维空间末端牵引上肢康复机器人轨迹规划研究

摘要 目的：为了解决现有康复机器人结构复杂、柔顺性和安全性不足、作业治疗中三维空间训练欠缺等问题,提出三维空间末端牵引式上肢康复训练机器人。 方法：通过对上肢康复机器人的结构、运动学理论和人体上肢运动范围分析,建立人机交互的安全空间;结合康复医学中的作业疗法,进行康复动作设计及末端轨迹规划,运用Matlab对机器人末端运动轨迹进行仿真分析,并通过实验验证设计的合理性及可行性。 结果：通过仿真分析和实验结果可以看出机器人末端轨迹及各关节速度和加速度曲线平滑,无跳动现象。 结论：三维空间末端牵引式上肢康复机器人可以实现二维和三维空间的康复训练,用气压比例伺服控制实现末端直线位移,增加了康复训练的柔顺性和安全性,更好满足康复医学中作业疗法的要求。     

康复机器人被动训练对脑卒中患者上肢代偿运动的影响

摘要 目的：探讨康复机器人被动训练对脑卒中患者上肢代偿运动的影响。 方法：组织符合试验要求的6例脑卒中患者和6例健康受试者分别接受传统康复训练和康复机器人被动训练,分析受试者在两种训练模式下的关节运动轨迹,关节角度、角速度、角加速度,以及肩、肘关节协同运动关系。 结果：①脑卒中患者上肢训练会产生躯干自由度代偿,两种训练模式下脑卒中患者躯干运动轨迹没有差异。②脑卒中患者上肢训练会产生关节活动度代偿。康复机器人被动训练相对于传统康复训练,躯干运动角度范围减小,肩、肘关节运动角度范围增大。③脑卒中患者上肢训练会产生肩、肘关节协调性代偿。康复机器人被动训练相比于传统康复训练,患者肩、肘关节角度关系曲线没有明显差异,但躯干、肩和肘关节的加速度峰值明显降低,速度曲线波动幅度相对较小。 结论：康复机器人被动训练对脑卒中患者上肢代偿运动有一定影响,其没能缓解上肢自由度代偿和协调性代偿,但能抑制躯干活动度代偿,增加肩关节活动度代偿,且关节运动更加平稳。     

基于力跟踪的上肢康复机器人系统中视觉与触觉反馈融合技术研究

针对现有上肢康复训练系统提供视觉和触觉反馈无法关联的问题，本文以自主研发的末端牵引式上肢康复机器人为基础，研究基于力跟踪的视觉与触觉反馈融合技术及其对于上肢训练的效果。     

上肢康复机器人在脑卒中的临床应用进展

脑卒中是导致上肢功能障碍的重要原因,上肢康复机器人可弥补目前脑卒中康复训练的部分缺陷。本文简述上肢康复机器人的发展和理论基础。目前上肢康复机器人主要以大剂量、高重复的方式提供特定任务训练,提高偏瘫患者上肢肌力,促进运动分离,但对减少上肢痉挛和提高日常生活能力作用尚不明确。上肢康复机器人训练与一些康复手段相结合,效果更佳。虽然上肢康复机器人具有无疲劳、定量化、个体化、客观评价等优点,但也存在训练不具有整体性、不能纠正代偿动作、无同理心等缺点。目前上肢康复机器人缺乏大样本高质量临床研究,治疗频率和时间尚无统一标准。     

一种新型四自由度的上肢康复机器人

目的针对目前大多数上肢康复机器人串联式结构的弊端,设计一款新型四自由度上肢康复机器人。方法将肩、肘关节驱动系统及信息检测系统集中放置在基座内,设计同步带传动系统及弧齿锥齿轮传动系统将动力经过杆件从基座内传递至机械臂的肩、肘关节;选用基于关节空间的三次多项式轨迹规划法对取物和画四边形两种动作进行轨迹规划,并设计单自由度运动控制实验及多自由度轨迹规划实验验证设计的合理性及可行性。结果该康复机器人各关节均能按照设计的速度达到设计的运动范围,且能够较准确地完成规划好的康复训练动作。结论该机器人有效减小了机械臂的体积和质量,克服了电机噪声、辐射等对患者康复训练的影响,且能够辅助患者完成多种康复运动。     

一种轮椅平台的上肢外骨骼康复机器人的研究

目的:针对现有上肢康复机器人由于体积庞大、移动不便导致上肢功能障碍患者难以在最佳时期介入康复治疗的问题,本研究设计一种以轮椅为平台的轻便式上肢外骨骼康复机器人。方法:根据人体运动学和动力学特性确定合适的机械结构参数并完成整体机械设计;以嵌入式为平台开发上肢康复机器人控制系统,利用自适应PID控制算法解决上肢康复机器人机交互问题;通过上位机软件绘制运动轨迹和关节角度、速度和力矩的变化曲线,验证设计指标达标情况。结果:该上肢外骨骼康复机器人肩关节屈伸、收展以及肘关节伸屈运动范围在人体对应关节运动范围的60.67%—81.10%,肩关节屈伸电机输出力矩0—18Nm,肘关节屈伸电机输出扭矩在0—14Nm。结论:该上肢外骨骼康复机器人设计合理,人体穿戴方便舒适、各关节运动范围、输出力矩符合人体运动特性,且操作简单,移动方便,可帮助上肢功能障碍患者进行被动、主动和助力康复训练。     

依据神经康复原则应用机器人对脑卒中和脑外伤患者上肢运动功能障碍的康复训练

目的 观察康复机器人辅助训练对脑卒中和脑外伤患者的上肢运动功能障碍的影响。方法 22名患者参加了这项研究，训练前4周、训练开始前1 d和训练结束后1 d分别进行评价。研究方法为基线对照研究方法。使用Fugl-Meyer（FM）运动功能量表上肢部分和运动状态量表（MSS）评价患者的运动功能。患者2种训练模式轨迹为直线训练方法与圆周训练方法。训练时间为4周，每周训练5 d，每次45 min。结果 患者的运动轨迹与功能水平有一定的相关性，机器人训练前、后患者上肢FM运动功能和MSS评分差异有统计学意义（P〈0．01）。结论 机器人辅助训练可以减轻脑卒中和脑外伤患者上肢残损程度，应用上肢复合运动康复机器人对脑损伤患者上肢运动功能障碍进行康复训练能取得良好疗效。     

运动反馈虚拟现实四肢康复系统评估模块设计

目的设计一种自动监测与反馈训练表现、训练后自动评估与分析的智能康复评估系统。方法通过上肢训练平台、下肢操作装置的传感器,实时记录关节活动度;通过虚拟现实系统实时判断患者肢体运动与虚拟运动目标、虚拟场景的互动情况;通过网络层次分析法建立权重比智能算法,获取训练表现的百分制评分,并自动分析。结果和结论设计出一种基于运动反馈虚拟现实四肢康复系统的智能康复评估方法,可实现患者康复训练表现的自动监测与即时反馈,并自动分析患者康复训练综合表现。     

上肢机器人辅助脑卒中患者上肢功能恢复的效果观察

目的：观察上肢机器人系统对于脑卒中上肢功能障碍训练的疗效观察。方法将60例脑卒中康复期住院患者随机分为治疗组和对照组。两组患者均给予常规康复训练,治疗组增加上肢机器人训练。结果实施上肢机器人训练后,治疗组患者肢体运动功能FMA评分及改良Barthel指数MBI评分指标均优于对照组(P＜0.05)。结论上肢机器人训练能加速肢体功能恢复,提高日常生活活动能力。     

机器人辅助上肢康复训练中训练者主动参与度估计方法研究

目的:针对现有患者在康复训练过程的主动参与度评估方法存在主观性强或操作复杂等问题,提出一种基于康复机器人系统的训练者主动参与度定量化评估方法。方法:本研究针对末端牵引式上肢康复机器人辅助训练任务的特点,通过实时获取电机关节转矩与位移信息计算特定动作周期内的电机做功情况,结合标定检测过程分别获取机器人单独完成与人机共同完成训练任务的做功信息,在此基础上估算受试者训练过程中的主动参与度。招募了12例健康受试者,他们通过控制上肢发力水平分别模拟出四种不同的主动参与度(被动、半主动、主动与抗阻),采用提出的方法计算主动参与度。同时,采用基于表面肌电信号的主动参与度评估方法对提出的方法的性能进行验证与比较。结果:基于做功计算方法的主动参与度计算结果为:被动:0.06%±9.65%、半主动:42.46%±20.47%、主动:90.73%±17.15%;抗阻:239.96%±84.23%。基于表面肌电探测方法的主动参与度计算结果为:被动:-3.33%±6.32%;半主动:40.85%±22.34%;主动:100%±16.28%;抗阻:193.65%±73.42%。两种方法的计算结果具有趋势一致性。结论:基于康复机器人做功计算的方法能够方便地估算出受试者康复训练中的主动参与度,通过标定检测的方法可以避免复杂的人体肢体动力学建模,该方法在康复患者主动参与度估算方面具有巨大的潜力。同时,该方法无需训练者佩戴额外传感器,操作简单,具有临床应用推广的潜力。     

机器人辅助神经康复训练的研究进展

神经康复在整个康复医学中占有非常重要的地位,但神经康复的研究与实践在过去的10年陷入矛盾的境地,一方面已经证明大量的重复训练是非常有效的训练方法;另一方面,在一些发达国家,康复的费用加大了卫生的成本。如何解决这个问题?重要的目标是发展一种训练方法使患者得到好的康复效果,同时不需要高成本“一对一”的康复训练。由此设想要发展一种自动训练的技术(automatetherapy),即使用机器人对患者进行康复训练。1神经康复机器人设计发展历史针对上肢功能康复神经康复机器人最早的设想来自美国的LumPS。1993年LumPS等[1]就研制了一种被称…     

基于体感技术上肢康复游戏系统的评价模块北大核心CSCD

目的基于体感交互技术开发上肢运动功能康复系统,观察其实时获得康复效果的模块功能。方法利用Kinect体感器的骨骼跟踪技术和Unity3D技术开发一款3D康复游戏系统。选取4个常用的上肢康复动作,利用动作引导轨迹引导5名健康受试者进行训练,按系统设计进行评分。结果 5位受试者在有引导轨迹的康复游戏系统下的得分高于无引导下的得分。结论基于Kinect的上肢康复游戏训练系统可以通过动作引导轨迹引导患者进行康复训练,并对康复效果进行量化评估。     

基于体感技术上肢康复游戏系统的评价模块

目的基于体感交互技术开发上肢运动功能康复系统,观察其实时获得康复效果的模块功能。方法利用Kinect体感器的骨骼跟踪技术和Unity3D技术开发一款3D康复游戏系统。选取4个常用的上肢康复动作,利用动作引导轨迹引导5名健康受试者进行训练,按系统设计进行评分。结果 5位受试者在有引导轨迹的康复游戏系统下的得分高于无引导下的得分。结论基于Kinect的上肢康复游戏训练系统可以通过动作引导轨迹引导患者进行康复训练,并对康复效果进行量化评估。     

床旁上肢康复机器人用于脑梗死患者康复训练疗效观察

脑梗死患者的神经系统症状及体征是由于局部脑组织供血障碍,脑组织缺血缺氧发生坏死而导致的.发病后,多数患者会遗留上肢功能活动障碍,会严重影响患者的独立生活能力及日常生活质量,并且出现焦虑、抑郁心态,影响日后的康复训练.2012-05-11我科采用床旁上肢智能康复机器人对28例脑梗死偏瘫患者在常规康复训练的基础上进行上肢训练,取得良好效果,报告如下.     

综合疗法对脑卒中患者上肢功能恢复的疗效观察

目的观察手指点穴结合上肢康复机器人对脑卒中患者上肢功能恢复的疗效。方法共选取60例脑卒中患者,采用随机数字表法将其分为综合组和常规组。常规组仅给予以Bobath技术、运动再学习技术为主的常规康复训练治疗,综合组在常规康复基础上采用手指点穴结合上肢康复机器人训练治疗。于治疗前、治疗后采用FMA、MBI评分对两组患者进行疗效评定。结果两组患者分别经6周疗程治疗后,发现其FMA、MBI评分均较治疗前好转,并且以综合组的改善幅度较显著,与常规组比较差异具有统计学意义(P0.05)。结论手指点穴结合上肢康复机器人对脑卒中患者上肢功能恢复的疗效显著,能进一步缓解患者病情,促其上肢功能恢复。