下肢外骨骼康复机器人的研究与进展

背景:如何提高脑血管疾病所致中枢神经系统损伤患者的日常活动能力是康复医学亟待解决的问题,而外骨骼康复机器人的发展为解决这一问题提供了可能.目的:回顾下肢外骨骼康复机器人的研究进展,对下肢外骨骼康复机器人的设计与开发提出新的展望.方法:由第一作者检索1990/2008 PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)有关医用下肢外骨骼康复机器人的文献,英文检索词为"exoskeletons robot,central nerve damage,passive rehabilitation training,the man-machine integration interaction interface",中文检索词为"外骨骼机器人,中枢神经损伤,主被动康复训练,人机一体化交互接口".排除重复性研究.结果与结论:共纳入26篇文献归纳总结.外骨骼康复机器人研究报道较多,但如能解决体积小、轻便、低功耗、大功率输出等问题,同时具有响应快、低惯性、高精度和高安全性等性能,必将使神经损伤患者下肢功能最大化地恢复成为可能.     

下肢外骨骼机器人临床康复应用进展

1下肢外骨骼康复机器人简介 外骨骼的定义来源于甲壳类动物,其骨骼生长在肌肉、组织外部,用于保护和支撑动物,属于"外骨骼"动物;与之对应,人类的骨骼生长于肌肉、组织之内,属于"内骨骼"生物.外骨骼机器人是一种基于仿生学和人体工程学研究设计的机器人,这种机器人的机械构型与人类的下肢骨骼类似并几乎平行,通过绑带套在患者身体外...     

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。     

外骨骼下肢康复机器人在脑卒中康复中的应用进展

外骨骼下肢康复机器人根据其辅助步行训练的特点可分为基于平板训练的机器人和平地行走训练机器人。这两类外骨骼下肢康复机器人均在亚急性期和慢性期脑卒中患者康复中得到应用,对脑卒中患者步态、平衡功能的改善,以及下肢运动功能恢复有一定临床意义。     

下肢外骨骼康复机器人在脑卒中康复中的应用和研究进展

正脑卒中是导致成年人永久性残疾的原因之一[1]。2/3的脑卒中患者存在行走障碍,跌倒风险较高且活动能力明显下降[2]。随着脑卒中发病率和致残率的逐年增高,卒中后康复需求问题也日益显著。研究表明脑卒中神经康复要点包括:高强度、高剂量、高重复性、任务导向性训练、自上而下(例如经颅磁刺激)与自下而上(例如机器人辅助训练)的方法的结合[3—6]。而康复机器人自20世纪80年代起就逐渐用于运动功能障碍的患者,尤其是神经功能受损所致的行走障碍[7]。     

康复机器人柔顺变刚度驱动机构研究进展

柔顺变刚度驱动机构分为弹性元件、气动元件、电-磁元件和智能材料四大类.变刚度驱动机构正在逐步应用于康复机器人,在上下肢康复机器人中可适应患者的阻抗变化,在外骨骼中可保证穿戴者的安全,在假肢中可提高仿生性.现有康复机器人变刚度驱动机构还存在一些问题,还应具备紧凑的结构、低能耗、良好的刚度特性、高响应速率和渐进式输出扭矩曲...     

一种外骨骼式人手康复机器人的设计

手是人体最重要的结构之一。手不仅能完成许多粗大工作,而且还能从事与日常生活密切联系的各种精细活动。然而,许多意外事故和疾病,如外伤、脑卒中等可能会导致人手的感觉和运动功能丧失。患者需要进行康复训练来恢复人手的功能[1]。随着机器人技术和康复医学的发展,为了改进传统的康复治疗手段和提高康复治疗效果,人手康复机器人应     

下肢外骨骼康复机器人运动感知系统的研究进展

目前,世界上存在着大量下肢运动功能障碍的特殊人群,无法进行正常行走或运动。下肢外骨骼康复机器人技术的发展可以帮助他们完成正常站立、行走等基本行动功能,并改善其身体机能状况和生活质量。下肢康复外骨骼机器人系统是以人为中心的人机协同智能系统,其首要任务是理解人的运动意图,并对运动姿态做出准确的判断,与人体协同运动产生助行、...     

下肢外骨骼康复机器人在膝关节活动受限康复治疗中的应用

背景:下肢外骨骼康复机器人以持续主被动活动联合为理论基础,通过模拟人体运动,刺激机体的自然复原力,发挥组织代偿作用。目的:动态观察并了解下肢外骨骼康复机器人在膝关节活动受限患者功能锻炼中的康复作用。方法:将20例术后早期膝关节活动受限患者随机等分为实验组与对照组,实验组采用下肢外骨骼康复机器人行肢体功能锻炼,对照组采用被动训练装置CPM机行功能锻炼,治疗间隙2组均采用心理疏导、低频脉冲电疗和红外线等物理治疗。结果与结论:治疗2个月后,实验组与对照组患者膝关节后屈、前伸活动度均较治疗前明显改善(P<0.01),同时实验组股四头肌肌力较治疗前明显改善(P<0.01)。2个月后的后续治疗,实验组患者膝关节后屈、前伸活动度有了进一步的改善(P<0.05),对照组上述指标无明显改善。说明早期采用下肢外骨骼康复机器人或CPM机配合心理疏导、低频脉冲电疗和红外线等治疗均能明显提高膝关节活动受限患者膝关节活动度,同时下肢外骨骼康复机器人具有恢复患者股四头肌肌力的作用。     

下肢外骨骼康复机器人在膝关节活动受限康复治疗中的应用

背景：下肢外骨骼康复机器人以持续主被动活动联合为理论基础,通过模拟人体运动,刺激机体的自然复原力,发挥组织代偿作用。目的：动态观察并了解下肢外骨骼康复机器人在膝关节活动受限患者功能锻炼中的康复作用。方法：将20例术后早期膝关节活动受限患者随机等分为实验组与对照组,实验组采用下肢外骨骼康复机器人行肢体功能锻炼,对照组采用被动训练装置CPM机行功能锻炼,治疗间隙2组均采用心理疏导、低频脉冲电疗和红外线等物理治疗。结果与结论：治疗2个月后,实验组与对照组患者膝关节后屈、前伸活动度均较治疗前明显改善（P〈0.01）,同时实验组股四头肌肌力较治疗前明显改善（P〈0.01）。2个月后的后续治疗,实验组患者膝关节后屈、前伸活动度有了进一步的改善（P〈0.05）,对照组上述指标无明显改善。说明早期采用下肢外骨骼康复机器人或CPM机配合心理疏导、低频脉冲电疗和红外线等治疗均能明显提高膝关节活动受限患者膝关节活动度,同时下肢外骨骼康复机器人具有恢复患者股四头肌肌力的作用。     

康复机器人研究现状

机器人是可以重复编程、基于传感器的机械电子系统,可以完成对人类活动有益的一些工作。近年来,世界机器人技术领域出现了重大的调整,其重心从制造业向非制造业、从第二产业向第一产业和第三产业转移,尤其是在医疗领域得到了飞速的发展,医用机器人已经成为国际机器人领域的一个前沿研究热点。医用机器人主要包括外科手术机器人、康复机器人和医院服务机器人等。其中机器人用于康复领域包括助残和老人看护等,是解决残疾人及老年人生活质量,使他们不依赖别人,能够独立活动的有效技术手段。该领域的研究主要包括康复机械手、智能轮椅、服务机器…     

外骨骼康复机器人改善脑卒中偏瘫患者下肢功能的临床研究

目的：观察应用下肢外骨骼康复机器人康复训练对脑卒中偏瘫患者下肢功能的改善情况。方法：脑卒中偏瘫下肢运动功能障碍患者60例,分为机器人组和对照组各30例。对照组给予脑卒中常规康复治疗,机器人组在常规康复治疗的基础上,应用下肢外骨骼康复机器人进行康复训练。于训练前后通过 Fugl-Meyer运动及平衡功能评分、Holden步行功能分级对患者的下肢康复情况进行评价。结果：训练60d后,2组 Fugl-Meyer运动功能评分、Fugl-Meyer平衡功能评分、Holden步行功能分级均较治疗前明显提高（P＜0．05）,且机器人组提高幅度较对照组更显著（P＜0．05）。结论：应用下肢外骨骼康复机器人可改善脑卒中偏瘫患者的下肢功能,值得在临床上推广应用。     

下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态参数的影响

目的:探索下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态时空参数的影响。方法:选取偏瘫患者30例,机器人组:15例患者除日常训练外还需每日穿戴外骨骼机器人训练1h,对照组:15例患者进行日常康复训练。从两种角度对患者步态及康复效果进行分析:一是利用SPSS软件对机器人组患者的助力等级数据进行分析,通过配对样本t检验的方法比较患者首末次的康复状态。二是采用IDEEA~?运动捕捉系统对包括步速、步频、步行周期等步态时空参数进行采集,分析患者首末次评估的数据差异。结果:与不穿下肢外骨骼机器人行走相比,机器人组患侧助力等级明显降低,步速明显变快,支撑相时间明显减短,具有显著性差异(P0.05)。结论:下肢外骨骼康复机器人能够有效改善偏瘫患者步态。     

残疾人社区康复现状研究

比较国外残疾人社区康复发展现状,对我国社区康复的发展模式、资源配置、社会认知度、研究情况进行阐述,总结经验,以期满足残疾人社区康复的需求,从而促进我国社区康复事业的发展。     

下肢外骨骼机器人在脑卒中患者功能康复中应用进展

<正>脑卒中是成人死亡、致残的主要原因。数据显示,高达90%的脑卒中患者存在不同程度的功能障碍,其中步行障碍最为常见^[1]。通过早期的临床干预和康复治疗,患者运动功能有一定好转,但仍有30%～40%的患者在康复治疗后行走功能受限或丧失行走能力^[2]。步行功能障碍直接影响着患者家庭日常生活和社区参与能力。近些年,不同类型的外骨骼机器人被研发出来,用于脑卒中患者的步行训练。与常规步行训练相比,外骨骼机器人在脑卒中患者功能康复方面具有巨大潜力,     

基于脑-机接口的康复辅助机械手控制

目的：研究一种基于脑-机接口技术的康复辅助机械手运动的控制方法，并论证其可行性。方法：构建基于脑-机接口的控制系统机架。通过基于稳态视觉诱发电位构造的脑-机接口获取控制指令，通过可编程逻辑控制器(PLC)控制机械手完成规划的动作。结果：实现了利用稳态诱发脑电控制多自由度机械手完成倒水动作的过程。结论：通过脑-机接口技术控制康复辅助机械手进行复杂运动是一种可行的方法，这种新的控制方法可以应用于残疾人对假肢的控制。