穿戴式颈椎康复设备研究现状与趋势

颈椎康复设备广泛应用于康复科、推拿科等科室,用于各类颈椎病的治疗,有效减轻了医护人员的体力负担,极大地丰富了医生的治疗手段。该文首先简述了颈椎病的分型、治疗方法及其机理;其次,概述了颈椎康复设备的作用机制,并根据驱动方式、作用机理等对市面上现有的颈椎康复设备进行了分类,将其分为六大种类;再次,针对穿戴式颈椎康复设备的国内外研究及发展现状进行了详细介绍与总结;最后,对穿戴式颈椎康复设备未来 6 个方面（增加牵引维度及模式、提升柔顺性、提升人机耦合性、提升穿戴便携性、加深与传统医学的融合、加快产业化落地）的发展趋势进行了展望。     

一种基于表面肌电信号映射人体下肢运动意图的方法

智能膝关节假肢是截肢患者恢复日常运动的重要辅具。对人体下肢运动意图的识别是实现下肢假肢控制的关键。该文针对此问题,提出了一种通过表面肌电信号预测膝关节角度的方法。对表面肌电提取时域特征,通过 BP 神经网络模型建立平地行走过程中表面肌电信号和膝关节角度的映射关系,预测膝关节角度。     

胶原蛋白海绵交联工艺的优化

背景：胶原蛋白材料具有良好的生物相容性和生物可降解性,但在临床应用过程中也暴露出了机械强度低、耐降解性能差等问题。大量研究报道,通过适当的交联可以改善胶原蛋白材料的缺陷,调控其多孔网络结构、溶胀性和降解性。 目的：优化胶原蛋白海绵的碳化二亚胺交联工艺,探讨其最佳工艺条件。 方法：利用碳化二亚胺对胶原蛋白海绵进行交联改性,得到具有疏松、多孔网络结构的胶原蛋白海绵,同时采用正交实验对交联工艺进行优化,单因素中选择碳化二亚胺浓度(5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 mmol/L)、交联时间(2,4,6,8,12,16,20,24 h)及交联温度(5,10,15,20,25,30,35 ℃)为实验因子,以孔径、孔隙率、吸水性、降解率来筛选胶原蛋白海绵交联的最佳工艺。 结果与结论：当碳化二亚胺浓度为50 mmol/L、交联温度为20 ℃、交联时间为6 h时,胶原蛋白海绵的各项性能最为优越,为最优工艺条件,其中平均孔径大小为105 μm,孔隙率为79.45%,吸水率为287.14%,降解率最优为15.04%(2 d)。表明通过对胶原蛋白海绵的交联改性,极大提高了海绵的吸水性能和耐降解性能。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

脑卒中上肢康复训练机器人的研究进展与展望

本文对国内外脑卒中上肢康复训练机器人研究进行分类,并对其发展现状进行简要介绍,最后对其未来的发展趋势进行展望。     

痉挛型脑瘫儿童手术后表面肌电信号和关节角度评估

目的 通过表面肌电（surface electromyography,sEMG）和关节角度评估脑瘫儿童手术后运动功能。方法 采集16名痉挛型脑瘫患儿手术前后直线行走时股直肌、股二头肌、半腱肌、胫骨前肌、腓肠肌内外侧sEMG和髋、膝、踝关节角度,计算各步态时期sEMG均方根、积分肌电值和关节角度均值,进行肌力肌张力评估。结果 手术后,患儿下肢肌肉肌张力均显著降低（P＜0.05）,股直肌和股二头肌在摆动阶段肌力减小。胫骨前肌在摆动中末期肌力增大（P＜0.05）。髋、膝关节屈曲角降低（P＜0.05）。踝关节背屈角增大（P＜0.05）,内翻角减小（P＜0.05）。结论 治疗后患者蹲伏步态和马蹄内翻足均得到改善,运动功能得到提升。sEMG结合关节角度分析可对患者肌肉功能进行定量评估,为临床诊断提供参考。     

康复工程专业实践教学模式探索与实践

介绍了实践教学在康复工程人才培养中的现状,以上海理工大学康复工程专业开展本科生实践教学活动为基础,提出了一种配置多种类型实践教学基地开展专业课程全覆盖的实践教学模式,大大提高了学生的实践和创新能力,为康复工程领域输送了优秀的专业人才。     

基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手设计研究

为辅助手功能障碍患者在日常生活中更好地进行手部的康复训练与活动,提出一种基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手。首先,基于弹性力学建立直梁型与半圆弧梁型柔性铰链刚度之间的映射关系模型,通过有限元模型改进半圆弧梁型柔性铰链的刚度设计式,并利用三铰链串联式外骨骼手指有限元模型验证单铰链刚度设计式的通用性和有效性;其次,基于修正后的刚度设计式,设计基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手,通过绳索实现屈曲运动,通过柔性铰链的储能实现伸展运动,并根据齐次坐标变换建立相关的运动学模型,研究绳驱下的运动特性;最后,对试制的原型机进行屈曲性能与抓握能力的实验验证。外骨骼手指的仿真结果表明:单铰链的刚度设计式可用于复杂机构中各铰链的刚度计算,其误差值不大于3.5%;所试制的原型机手部执行构件仅重125g,方便使用者日常携带。屈曲性能的实验结果表明:改进的刚度设计式减小了半圆弧梁型柔性铰链40%的刚度计算误差,使误差控制在5%以内,能快速获取满足弯曲条件的铰链几何尺寸。抓握能力的实验结果表明:两名健康受试者测量出外骨骼手单指能稳定输出8N的指尖力,满足日常生活所需。因此,该外骨骼机械手可提供正常的关节活动度,其轻质便携及抓握能力高的特性还能辅助手功能障碍患者进行手部康复训练与日常活动。     

一种新型肌腱-连杆双模态灵巧手指的设计与分析

本研究设计了一种具有内收外展功能的新型仿生假手指机械结构。基于欠驱动理念,通过连杆机构实现仿生手指的内收外展功能,联合腱绳传动实现仿生手指的屈曲伸展运动。通过研究该肌腱-连杆双模态仿生手指结构的运动原理,提出了一种分离合成式数学模型。通过仿真对仿生手指的屈曲伸展和内收外展运动进了校验分析,结果表明食指、无名指和小指的内收外展运动角度范围分别为0~25°,0~15°和0~35°,屈曲伸展运动符合人手正常运动情况。仿真实验验证了本研究所设计结构的正确性和可行性。     

基于生理步态的智能膝关节结构设计及训练方法研究

智能膝关节对膝上截肢患者生理步态的实现具有重要的影响。通过分析正常人生理步态,设计新型液压阻尼膝关节结构,提出站立相和摆动相的训练方法。并利用下肢功能模拟与测评装置,对设计膝关节进行模拟测试,确定假肢膝关节控制目标为摆动相最大弯曲角度介于60~70°。在0.8、1.2、1.8 m/s三种行走速度下,所设计膝关节阻尼器阀门闭合度为0%时,摆动相最大弯曲角度分别为(86±2)°、(91±3)°、(97±3)°,闭合度发生变化时,最大摆动弯曲角度均可调整到60~70°之间,且所需阀门闭合度百分比分别为25%、40%、70%,揭示了智能膝关节实现生理步态阻尼调整的规律。