脑卒中患者上肢康复训练系统研究进展

脑卒中是最常见的致残疾病之一,其中70％～85％的患者伴有偏瘫。脑卒中6个月以后,因偏瘫而需住院行康复治疗的患者中,只有60％能够达到独立进行些简单日常活动的能力。约有85％伴有上肢功能障碍,其中55％～75％在发病3～6个月时仍有上肢功能障碍。研究表明,除手术和药物治疗外,科学的康复训练对脑卒中偏瘫患者的肢体功能康复起着重要的作用。本文对脑卒中患者上肢康复训练系统研究现状与进展进行综述。     

基于FMG信号的假手比例控制系统研究

假手控制方法的研究一直是假肢研究技术的一个热点问题。针对现有皮肤表面电信号作为控制源的假手存在的问题,本系统采用前臂上肢肌肉膨胀收缩产生的压力信号作为控制信息源,设计了基于肌肉力(FMG)信号的假手控制系统,包括信号采集调理、微控制器控制、电机驱动等部分。通过采集残臂端两路FMG信号,提取信号的时域信息并采用阈值算法实现了手部2个自由5个动作。根据FMG信号均值的大小,改变假手驱动电路中PWM的占空比,从而实现电动假手速度的比例调节。实验结果表明本控制系统能够有效控制假手执行动作,实现速度的调节。另外,利用LabVIEW搭建了FMG信号采集标定平台,实现了FMG信号的实时数据采集和标定。     

索控式三自由度上肢康复训练机器人①

目的设计一种用于上肢功能障碍康复训练的索控式机械装置。方法利用钢丝绳索传递动力;电机驱动设备集中安装在底座。建立装置的三维模型并利用运动分析软件对设计进行仿真分析。设计驱动-控制电路,对样机进行验证。结果和结论该装置能很好完成规划的训练动作,满足设计要求。利用实验样机实现了肩关节的助力训练。将样机的自主运动触发级别设置为3.6°以上能获得较好响应效果,并且能准确地识别使用者的运动意图。     

轻型化外骨骼手功能训练器结构设计及实现

为帮助由脑卒中引起的手功能障碍患者更好的完成手部的康复,设计一种能在日常生活辅助使用的轻型化穿戴式外骨骼式手功能训练器.通过对拇指运动仿生机构和四指运动仿生机构的设计,得到了适用于患者穿戴的手指仿生结构.在SolidWorks motion仿真软件中对训练器的抓握运动进行仿真分析,验证了其运动符合正常人手抓握运动规律.在实验样机上进行穿戴实验和关节活动度测量实验,结果表明,所研制的轻型化外骨骼手功能训练器具有很强的仿生性,安全可靠,适合手功能障碍患者穿戴进行手部康复训练.     

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。     

握速可调式肌电假手的系统研究

针对假手无法根据使用者的意愿来控制其握合速度的问题,设计了一种握速可调的智能肌电假手。在该肌电假手系统中,电极引入的表面肌电信号,放大150倍后,在频域进行信号处理。经过阈值和等值计算,最终输出控制信号到驱动电路对假手的直流微电机进行控制。10名受试者参加了抓握试验,每人重复5次,记录输入肌电信号强度为500、1 000、1 500 mV时的输出电流、输出电压和握力等值,并拟合假手输出电压、输出电流、握力与输入肌电信号大小的曲线。拟合结果表明,假手速度与输出电压成正相关,在带有负载且不过载时,握力随着输出电流增大而增大。本假手系统具有稳定性,同时和假手握速可通过检测到的肌电信号强弱进行调节,提高了假手的灵活性。