阅读辅助机器人取书装置设计

背景:康复辅具是利用辅助技术将辅助器具产品配置于残障者,最大限度实现生活自理和参与社会活动.目的:分析了国内外阅读辅助机器人的研究现状,并对该领域的一些关键技术进行探讨,并设计出了一种新型取书装置.方法:依据阅读辅助机器人的发展特点和应用背景,设计一种阅读辅助机器人的取书装置,帮助肢体残疾者从书架上获取书籍.结果与结论:基于三维设计软件UG设计了阅读辅助机器人的取书装置.通过运动仿真,功能满足拟人化,能够完成取书的动作.仿真表明该装置可靠安全,有效可行.     

一种新型辅助起立康复机器人的设计及逆运动学分析

目的：为帮助截瘫患者完成站立功能,这里设计了一种新型的三自由度辅助起立康复机器人,可达到辅助人体起立的目的。方法：利用红外线光学测量法得到的实验数据进行逆运动学求解,再通过ADAMS对其位移、速度、加速度的特性进行分析。结果：仿真结果符合预期指标,验证了设计的合理性。结论：此康复设备的设计可为其他起立康复器械的实际应用和控制提供设计依据。     

上肢康复训练与生活辅助机器人的设计与研究

摘要 目的：结合康复训练与生活辅助机械臂设计需求与特征,提高机械臂工作空间及其运动性能,本文提出1种9-DOF上肢康复训练与生活辅助机器人。 方法：提出1种由7-DOF工作臂和2-DOF悬臂组成的9-DOF机械臂构型;建立机械臂的运动学模型,分别构建机械臂在康复模式和生活辅助模式下的工作空间;通过在Adams中对机械臂的康复训练模式以及生活辅助模式的运动进行仿真试验,验证机械臂关节的工作性能。 结果：该机械臂在康复模式下工作空间与人体上肢运动空间相重合,符合康复训练需求;在生活辅助模式下,2-DOF悬臂可扩大工作臂的活动范围并且实现工作臂的左右手互换。仿真结果表明,机械臂在运动过程中关节运动平稳,无突变情况发生。 结论：该上肢康复机器人设计合理,能够分别满足康复训练生活辅助模式下的工作空间需求,具有良好的运动稳定性,可用于上肢功能障碍患者的康复训练和日常生活辅助。     

下肢康复机器人骨盆机构设计及运动仿真

摘要 目的：设计一种下肢康复机器人的骨盆机构,帮助偏瘫患者进行运动训练。 方法：通过滑块、四杆机构和关节球轴承实现骨盆的相关自由度运动,并利用UG的运动仿真模块对骨盆机构进行运动仿真分析。 结果：仿真结果证明本研究设计的康复机器人骨盆机构能够满足正常人行走的轨迹要求。 结论：证明了机构设计的合理性,可以用于下肢康复训练。     

影像引导经皮穿刺治疗机器人系统:经皮穿刺过程中位置和姿态的运动解耦

研制了一种影像引导经皮穿刺治疗机器人系统,该系统可用于超声或CT引导的穿刺活检、消融治疗及冷冻治疗及其他基于穿刺的操作.首先对穿刺操作进行分析,然后设计并制造了一个模块化机器人,该机器人可以在一定空间内辅助完成穿刺活检或针式治疗器械的置入.该机器人的主要特点是将经皮穿刺过程中位置和姿态的运动解耦,因此位置和姿态的调整可以由机器人的不同机构单独完成.这种设计的主要优势是更好地保障患者的安全.     

一种康复治疗技术临床教学仿真机器人原型机的研制和初步评估

摘要 目的：尝试设计制造一种模拟卒中患者典型痉挛的教学仿真机器人原型机,并对其仿真效果进行初步评估。 方法：根据简化公式：F=Bθ（t）+Kθ（t）+A设计并制造了教学仿真机器人的原型机。公式中,肌肉张力（F）：代表机器人原型机在研究者被动运动原型机移动臂时所产生的阻力;补偿力（A）：为克服原型机系统内部阻力而产生的力;Kθ（t）：原型机系统根据牵拉关节角度变化θ的产生的阻力变化。关节角度θ越大,原型机产生阻力越大;Bθ（t）：原型机系统根据牵拉角速度θ模拟阻力变化,角速度θ越高,原型机产生阻力越大。教学仿真机器人原型机在每位评估者进行评定时运行随机化程序,随机呈现20次屈肘肌群Ashworth评级1、2、3、4级中的任意一项,以文本的形式在后台进行记录。评估者需要对机器人随机仿真模拟呈现的20次痉挛进行评定和记录,而后和机器人后台记录信息进行一致性分析。 结果：原型机共随机呈现不同Ashworth评级共440次,1—4级分别呈现119、109、98、114次。使用R软件进行一致性分析,Ashworth 1—4级机器人仿真模拟和人工评定的一致率分别为：0.905、0.832、0.736、0.931,总体一致率为0.884。 结论：教学机器人原型机对于卒中后典型痉挛仿真度较高,具备成为康复治疗学临床教学工具的潜能。     

旋转式三维细胞培养装置的研制

背景：内皮细胞体外培养形成的单层内皮细胞能否抵抗血流的冲击,如何实现细胞均匀分布生长是实验中的常见问题。目的：针对背景问题,研制一种细胞培养装置,可提供细胞生长的三维环境,实现细胞贴硅胶弹性腔管壁生长,改善细胞的分布不均。方法：从控制单元、机械单元和细胞培养单元介绍了该装置的结构与功能,并利用该装置进行一例脐静脉内皮细胞培养实验。结果与结论：旋转式三维细胞培养装置为细胞代谢提供了一定条件,该装置培养的细胞能贴壁均匀,生长良好。     

磁悬浮离心血心室辅助装置在体实验及其血液相容性

背景：磁县浮离心血心室辅助装置独特的心尖插管设计,可以在心脏不停跳状态下完成左心室插管,明显缩短手术时间,避免体外循环的有害影响。目的：验证磁悬浮驱动离心式危心窀辅助装置的在体可靠性。方法：将磁悬浮驱动离心式左心室辅助装置装置入口通过不停跳办式植入绵羊序心尖,出口与降主动脉吻合。手术前后行全血、生化以及向凝检查,期间不间断采集与辅助装置主体血心室辅助装置功能相关的数据,并做主要脏器宏观和病理检查。结果与结论：在体辅助38d期间轴助装胃无机械故障发生,心室辅助装置的流入和流出道未见血栓沉积,血液和生化检查结果均在正常范围。实验羊无明显并发症,主要脏器宏观和病理检查表明无缺血或梗死。证实磁悬浮驱动离心式左心室辅助装置具有良好的在体血液相容性和可靠性。     

功能性电刺激与机械外骨骼融合的膝关节康复装置的设计与实现

目的:设计一种新型的膝关节康复装置,融合了功能性电刺激和机械外骨骼,使其能够发挥两种康复技术的优点,同时弥补各自的缺陷,实现一种更加优化的康复辅助模式。方法:该康复装置采用串联弹性驱动器作为膝关节外骨骼的动力驱动装置,并设计了相应的人机交互机构保证良好的力矩传递。驱动电机采用交流伺服电机,并与减速器相连保证足够的转矩。减速器输出轴和腿部支撑件之间通过弹性元件相连。与刚性驱动器相比,串联弹性驱动器具有防止过大的力冲激、可以实现稳定的力矩控制、储存和释放能量等优点,适用于人机交互领域。膝关节外骨骼还融合了模拟编码器、接触力传感器等便于进行反馈控制。结果:制作了原型机并进行了初步的实验验证,结果显示该膝关节康复装置能够实现较为精确的轨迹追踪,并且能够平衡电刺激和机械外骨骼的辅助力矩。结论:本文设计的混合式膝关节康复装置能够使两种康复技术无干扰地结合,为康复工程提供了一种新的思路。     

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。     

援疆汉族失能老年人选择居家长期照护的原因及其影响因素

目的：了解失能老年人选择居家长期照护原因及其影响因素,为分类别、分人群开展长期照护服务提供参考。方法：采用自设问卷调查728名援疆汉族失能老年人的一般情况及其选择居家长期照护的原因,并运用Multinomial Logistic回归分析法分析失能老年人选择居家长期照护的影响因素。结果：56.0%的失能老年人受＂恋家情结＂的影响而选择在家中接受照护;个体特征、来疆历史背景、失能程度等是失能老年人选择居家长期照护的影响因素。结论：相关部门在发展本地区的长期照护时,应重点提高居家照护服务质量,关注失能程度较重、经济状况较差以及老年失能女性群体。     

采集表面肌电信号应用于动作识别的可行性

背景：文献表明上肢前臂运动时所产生的表面肌电信号具有非线性特征,而肢体运动时肌电信号又呈现出非平稳特性。目的：设计一种简单的拾取电路采集表面肌电信号,拟应用于动作肌电信号的特征识别。方法：根据表面肌电信号的特点,设计高共模抑制比的前端放大电路,抑制共模干扰;采用低通滤波电路,有源双T带阻滤波器对信号进行去噪处理;对采集得到的信号进行小波包变换,得到信号的特征量。结果与结论：所设计的表面肌电信号检测电路具有较高共模抑制比,并能有效地滤除50Hz工频信号,可以满足肌电信号采集电路的基本要求。肌电信号的处理结果表明采用子频段能量值的方法可以区分手部4种不同动作。     

Experiment on a novel user input for computer interface utilizing tongue input for the severely disabled

Purpose.?This paper introduces a novel passive tongue control and tracking device. The device is intended to be used by the severely disabled or quadriplegic person.

Method.?The main focus of this device when compared to the other existing tongue tracking devices is that the sensor employed is passive which means it requires no powered electrical sensor to be inserted into the user's mouth and hence no trailing wires. This haptic interface device employs the use of inductive sensors to track the position of the user's tongue.

Result.?The device is able perform two main PC functions that of the keyboard and mouse function. The results show that this device allows the severely disabled person to have some control in his environment, such as to turn on and off or control daily electrical devices or appliances; or to be used as a viable PC Human Computer Interface (HCI) by tongue control.

Conclusion.?The operating principle and set-up of such a novel passive tongue HCI has been established with successful laboratory trials and experiments. Further clinical trials will be required to test out the device on disabled persons before it is ready for future commercial development.     

主动型仿生踝关节假肢的设计

背景：与髋、膝关节假肢设计相对比较成熟的技术相比,踝关节作为人体下肢关节的重要组成部分,也是最为灵活的部分,一直以来研究都比较滞后,相关的假肢踝关节产品未能很好的满足假肢患者的需求。目的：从生物力学、解剖学和生理学角度出发,设计和研制出能在矢状面内做屈伸运动的主动型仿生踝关节假肢装置。方法：根据仿生学原理和人体踝关节在步态行走时的受力特点和生理功能,建立二自由度的主动型仿生踝关节的力学模型,设计假肢踝关节的机械结构与控制系统,其主要部件包括仿生踝关节系统、辅助装置、数据控制系统和数据采集系统。结果与结论：利用研制出的踝关节装置进行系统测试,使用正常人行走时的踝关节角度数据作为输入信号,以步进电机作为动力驱动实现模拟踝关节的运动,通过数据采集系统获得输出的角度数据。测试结果表明仿生踝关节能够跟随输入角度数据运动,实现了仿生踝关节跟随运动的预期目标。     

四川汶川地震伤残人员日常生活活动能力的调查分析

目的 调查汶川地震伤残人员的日常生活活动能力（ADL）,分析影响伤残人员日常生活活动能力的相关因素,为汶川地震伤残人员的社区康复提供依据。方法 利用ADL量表对283名汶川地震伤残人员的日常生活活动能力进行测量。结果 283名伤残人员地震伤残人员ADL平均得分为85.08±14.73,其中20.8%ADL完全正常,71.0%的伤残人员ADL日常生活能力轻度障碍,8.2%ADL中重度障碍;经多因素分析,地震伤残人员ADL的主要影响因素依次是：伤残程度、伤残合并疾病、伤残并发症、是否参与残疾人组织或相关活动（P〈0.05）。结论 伤残人员ADL关键在于残疾程度,避免伤残并发症和二次残疾的发生,控制伤残合并疾病的发生,增加伤残人员的社会参与度,均有利于伤残人员ADL的提高。     

日本辅助器具社会保障政策研究

目的 梳理日本辅助器具社会保障政策,归纳其对我国辅助器具社会保障政策体系的启示。方法 基于四维社会保障政策分析框架总结日本老年人与残疾人辅助器具保障政策的政策对象、给付内容、服务输送机制和资金来源。结果 日本辅助器具社会保障政策是以法律保障为基础,覆盖了多数功能障碍群体;用于给付的辅助器具产品和服务丰富多样;通过限定人群,总价控制,单价、数量与年限控制,严格评估条件,用户自付等方式避免经费超支;在服务实施过程中保证评估主体严格中立,而服务环节则依靠市场机制推动;在资金来源上,建立了用户自付、各级政府财政支持、社会保险等多渠道的筹资体系。结论 日本建立了成熟的辅助器具社会保障政策制度与服务体系,可供我国借鉴。     

Skill evaluator and trainer for electrically operated devices: an evaluation of the SET

Our hypothesis was that the abilities of disabled people to control electrically-powered assistive devices could be reliably and objectively assessed by means of a portable, lightweight and inexpensive device, the Skill Evaluator and Trainer (SET), and that training on the SET would improve skill. Our approach was to use SET with a variety of interfaces and subject groups. SET produced a valid assessment of the skills of disabled people with particular interfaces, it improved skills when used as a training aid, and it was well accepted by clients and therapists.     

A survey of the accessibility of chiropractic clinics to the disabled.

OBJECTIVE: To determine to what degree chiropractic clinics are complying with the Americans with Disabilities Act (ADA), which mandates that health care clinics be accessible to the disabled. METHODS: A survey was developed and mailed to 200 chiropractic clinics in Orange and Los Angeles counties. The survey asked about the essential necessities for health care clinics to be accessible to the wheelchair-bound, the blind, and the deaf. It also sought to discover how many disabled patients these clinics were treating and the attitudes of practitioners and staff toward this population. RESULTS: The response rate was 50.5%. Accessibility for the wheelchair-bound was high. Accessibility for the blind was limited by a lack of Braille signs. Accessibility to the deaf was limited by lack of telecommunications device for the deaf or use of sign language interpreters. Most clinics were treating few or no disabled patients and did not perceive a need to become more accessible. CONCLUSION: There appears to be poor compliance with the ADA in chiropractic clinics in Los Angeles and Orange counties. Although data are lacking, it appears likely that the disabled population is being underserved by the chiropractic profession. Education for chiropractors on the rights and needs of the disabled population is necessary to give this group equal access to chiropractic health care.     

Tactile Radar: experimenting a computer game with visually disabled

Abstract

Background: Visually disabled people increasingly use computers in everyday life, thanks to novel assistive technologies better tailored to their cognitive functioning. Like sighted people, many are interested in computer games – videogames and audio-games. Tactile-games are beginning to emerge. The Tactile Radar is a device through which a visually disabled person is able to detect distal obstacles. In this study, it is connected to a computer running a tactile-game. The game consists in finding and collecting randomly arranged coins in a virtual room.

Methods: The study was conducted with nine congenital blind people including both sexes, aged 20–64 years old. Complementary methods of first and third person were used: the debriefing interview and the quasi-experimental design.

Results: The results indicate that the Tactile Radar is suitable for the creation of computer games specifically tailored for visually disabled people.

Conclusions: Furthermore, the device seems capable of eliciting a powerful immersive experience. Methodologically speaking, this research contributes to the consolidation and development of first and third person complementary methods, particularly useful in disabled people research field, including the evaluation by users of the Tactile Radar effectiveness in a virtual reality context.

• Implications for rehabilitation

• Despite the growing interest in virtual games for visually disabled people, they still find barriers to access such games.

• Through the development of assistive technologies such as the Tactile Radar, applied in virtual games, we can create new opportunities for leisure, socialization and education for visually disabled people.

• The results of our study indicate that the Tactile Radar is adapted to the creation of video games for visually disabled people, providing a playful interaction with the players.