末端牵引式上肢外骨骼结构设计与运动学分析

针对上肢外骨骼关节互联性较差、智能化水平低、本体尺寸较大及制造成本较高等缺点,设计了一种结构简单、价格低廉且可批量定制的新型桌面式三自由度末端牵引式上肢外骨骼。首先,根据患者的康复功能需求,结合人体上肢的尺寸进行整体的结构设计;其次,使用有限元仿真软件Ansys Workbench对关键零/部件进行静力学仿真,优化零件刚度、强度及尺寸,从而验证外骨骼材料及尺寸的合理性;然后采用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立坐标系,推导了正运动学并对末端位姿工作空间进行求解,并绘制了工作空间点云图;最后,使用Adams软件对末端牵引式上肢外骨骼进行了运动学分析。结果表明,末端牵引式上肢外骨骼结构设计合理,能够满足上肢运动功能障碍患者的康复训练要求。

一种家庭用末端牵引式上肢关节训练器械的虚拟样机设计及其数值分析

当前我国老龄化速度进一步加快,老年人急需借助于一种能有效训练肩、肘和腕关节的上肢关节训练器械来辅助锻炼。而现有的上肢关节训练器械或机械结构复杂,或控制系统复杂,或功能比较单一,价格高昂也是其缺点之一,一般家庭难以承受。文中基于NX和CATIA设计了一种家庭用末端牵引式新型多功能上肢关节训练器械,确定了训练器械关键设计参数取值变化方式和方法,实现了圆弧曲线运动、近似椭圆曲线运动和圆周曲线运动等多种运动形式,并着重对上肢关节训练器械重要设计指标:圆弧曲线运动角度θ_(a)、角速度ω_(a)、近似椭圆曲线运动角度θ_(b)、角速度ω_(b)、圆周曲线运动半径r_(c)和角速度ω_(c)进行了虚拟样机数值分析和人机工程学数值分析。分析结果显示,人体上肢各关节活动度均在手臂ROM范围之内该结果为上肢关节训练器械物理样机的试制提供了重要的参考依据。

上肢牵引装置结合无痛整复治疗桡骨远端骨折的临床疗效观察

目的探讨上肢牵引装置结合无痛整复治疗桡骨远端骨折的临床效果。方法回顾性分析我院接诊的43例桡骨远端骨折患者临床资料,应用上肢牵引装置结合无痛整复治疗。比较患者治疗前后Mayo腕关节评分,复位前、复位后即刻患者掌倾角、尺偏角变化和并发症发生情况。结果治疗后3个月,患者均达骨性愈合,腕关节功能恢复优20例(46.5%),良19例(44.2%),中4例(9.3%),总体优良率为90.70%。复位后即刻尺偏角与掌倾角均大于复位前(P<0.01);43例患者中出现张力性水泡2例(4.65%),未见腕管综合征、畸形愈合、骨筋膜室综合征等发生。结论上肢牵引装置结合无痛整复治疗桡骨远端骨折可以获得较好的尺偏角与掌倾角,腕关节功能恢复较好,临床效果满意。

双上肢牵引固定装置的研制与应用效果评价

目的:研制双上肢牵引固定装置,用于下颈椎手术中,以牵引患者手臂使肩部下移,避免下颈椎在透视与定位中被肩部遮挡,为术中透视下颈椎提供便利。方法:选取65例行颈椎前路手术的患者,按照随机数表法将其分成对照组(33例)和观察组(32例),对照组应用传统的固定方式,观察组采用双上肢牵引固定装置,分析比较两组患者术中双上肢牵引效果。结果:通过对两组患者X射线片的对比,观察组自然显露目标椎间盘有效率为100.0%,对照组有效率为21.2%,观察组采用双上肢牵引固定装置的有效率优于传统的固定方式,其差异有统计学意义(x2=42.020,P<0.05)。结论:双上肢牵引固定装置是一种新型的辅助装置,可以帮助医生获得更好的手术体位。通过牵拉患者的双臂使双肩下移,得到下颈椎的透视视野,为手术中的定位和暴露提供了方便。

一种肩关节镜手术用上肢牵引架的设计及应用

针对肩关节镜手术对患者特殊体位的要求,本文设计了一种上肢牵引架。该装置主要由横梁、竖梁及滑轮组成,结构简单,操作及携带方便,可辅助各种肩关节镜手术调整并维持良好的患肢外展角度、前屈力线及有效恒定的牵引力,取得满意的肩关节间隙及手术视野,有助于提高手术成功率,减少手术并发症及手术风险,值得临床推广。

一种新型骨科上肢牵引器械的研制

介绍一种新型医疗器械 ,该器械可解决以往上肢骨伤患者无法在普通病床上进行外展牵引治疗的医疗问题。

牵引疗法联合推拿对神经根型颈椎病患者上肢神经传导功能的改善效果观察

目的探究牵引疗法联合推拿对神经根型颈椎病患者上肢神经传导功能的改善效果.方法选取该院2020年3月—2021年3月收治的100例神经根型颈椎病患者为研究对象,根据随机数字表法分为两组.对照组(n=50)采用常规西药治疗,观察组(n=50)在对照组基础上采用牵引疗法联合推拿治疗.比较两组患者治疗前后的临床疗效、疼痛程度、颈椎功能、上肢肌电图正中神经和尺神经F波传导速度.结果观察组临床治疗总有效率为96.00%,高于对照组的80.00%,差异有统计学意义(P<0.05).治疗前,两组疼痛视觉模拟(VAS)评分、颈椎功能障碍指数量表(NDI)评分比较,组间差异无统计学意义(P<0.05);治疗后,观察组的VAS评分、NDI评分分别为(2.43±0.56)分、(5.30±1.64)分,均低于对照组的(4.57±0.69)分、(9.70±1.57)分,组间差异有统计学意义(P<0.05).治疗前,两组上肢肌电图正中神经和尺神经F波传导速度比较,组间差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,观察组上肢肌电图正中神经和尺神经F波传导速度均快于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05).结论神经根型颈椎病患者采用牵引疗法联合推拿治疗的临床效果显著,能够有效降低疼痛程度,改善颈椎功能,恢复上肢神经传导功能.

适应患者个体差异的上肢康复机器人直接示教技术

目的针对不同患者上肢训练轨迹与训练强度存在差异性的问题,本文提出一种末端牵引式上肢康复机器人直接示教技术(示教与示教再现)。方法通过加入上肢重力补偿与约束步长转换控制,提出一种基于Moveit的直接示教,实现上肢康复机器人的稳定示教并用于训练。六维力传感器在采集到力/力矩信息后,在机器人操作系统(ROS)中经坐标变换、上肢重力补偿与约束步长转换算法,使患者上肢与机械臂末端能对康复治疗师拖动力的方向进行顺应性跟踪,同时记录示教轨迹。在ROS中利用Moveit编写示教再现节点,用于调节康复训练的训练次数、训练速度与休息时间,并进行训练。通过Moveit对示教轨迹信息的运动学求解与轨迹规划,康复机器人可精准地带动患肢进行往复训练,从而达到个性化训练的效果。结果示教者分别在水平面、矢状面、冠状面训练模式下拖动5例健康受试者的上肢完成相同的训练动作,在空间训练模式下完成任意的曲线运动。直接示教用时约4~7 s,得到的轨迹光滑且轨迹走向符合施力方向。因受试者的身高、上肢各部分长度等存在差异,5例受试者在完成相同的训练动作时存在轨迹和位置上的不同。示教者通过人机交互界面设置好合适的训练强度,对5例受试者进行各模式下的训练。受试者训练时动作规范且感觉舒适。选取最接近平均值的受试者3的轨迹给5例受试者进行训练,发现除受试者3以外,其他受试者均存在训练动作不规范、欠拉伸或过度拉伸等情况。结论末端牵引式上肢康复机器人直接示教系统能很好地帮助示教者简单、快速、稳定地示教出适合不同受试者的多自由度上肢训练轨迹,并通过再现轨迹进行不同强度的康复训练,具有操作简单、针对性强、训练精准的特点。

上肢康复机器人研究及发展

为了对当前上肢康复机器人关键技术分析及未来发展方向预测,通过对世界范围内外骨骼式及末端牵引式上肢康复机器人研究现状分别进行介绍分析,从整体构型、控制系统及人机交互三方面总结各典型上肢康复机器人的关键技术,进而总结出未来上肢康复机器人从低自由度向高自由度、传统材料向新型轻质材料、刚性关节向柔性关节、传统控制向人工智能的发展趋势。研究结果可为上肢康复机器人的发展方向提供参考,促进上肢康复机器人的未来发展。

颈痛、颈夹脊穴针刺疗法联合多角度牵引在神经根型颈椎病患者中的效果

目的分析颈痛、颈夹脊穴针刺疗法联合多角度牵引对神经根型颈椎病(CSR)患者上肢运动功能和颈椎功能障碍指数(NDI)评分的影响。方法选取2018年11月至2021年6月原阳县人民医院接收的86例CSR患者,采用计算机随机生成数字法分为观察组(43例)和对照组(43例)。对照组接受多角度牵引,观察组接受颈痛、颈夹脊穴针刺疗法联合多角度牵引,两组均连续治疗14 d。比较两组治疗效果;比较两组治疗前、治疗14 d后上肢运动功能[采用Fugl-Meyer运动功能评估量表(FMAS)评估]、颈椎功能[采用颈椎功能障碍指数(NDI)量表评估]和疼痛程度[采用麦吉尔疼痛问卷(MPQ)评估]。结果两组治疗总有效率比较,观察组更高(P<0.05);两组经14 d治疗后,FMAS评分升高,且观察组高于对照组(P<0.05),NDI评分、MPQ各维度评分降低,且观察组低于对照组(P<0.05)。结论颈痛、颈夹脊穴针刺疗法联合多角度牵引治疗CSR患者效果显著,可减轻疼痛程度,改善上肢运动功能和颈椎功能。

上肢康复机器人研究现状的分析

首先论述了上肢康复机器人研究的目的和意义,系统描述了目前国内外上肢康复机器人的研究成果.在此基础上,从机械设计角度深入分析了末端牵引式上肢康复机器人和外骨骼式上肢康复机器人的发展现状,并介绍了几种典型的上肢康复机器人的结构特点.最后,进一步讨论了目前上肢康复机器人,特别是外骨骼式上肢康复机器人,在机械设计方面存在的主要问题.

末端牵引式上肢康复训练系统在脑卒中后上肢运动功能障碍患者中的临床应用研究

目的探究末端牵引式上肢康复训练系统对脑卒中后上肢运动功能障碍患者的临床疗效。方法选取2019年9月-11月在南昌大学第一附属医院康复医学科住院的脑卒中后上肢运动功能障碍患者。根据软件生成随机序列,将患者随机分为试验组和对照组。两组均接受常规药物治疗、基础性康复治疗及日常生活能力训练。此外对照组给予传统作业训练,试验组给予末端牵引式上肢康复训练,两组训练时间均为30 min/(次·d),每周治疗5 d。两组患者均在治疗前、第4周治疗结束后采用简化Fugl-Meyer上肢运动功能评分(Fugl-meyer assessment,FMA)、改良Barthel指数(modified Barthel index,MBI)进行康复评价。结果共纳入患者36例,每组各18例。所有患者均完成试验,未出现特殊不适。治疗前,试验组[(13.22±3.13)、(49.66±6.81)分]与对照组[(14.78±1.70)、(51.67±6.65)分]的FMA、MBI比较,差异均无统计学意义(t=1.858、0.896,P=0.072、0.377)。治疗4周后,两组FMA、MBI较治疗前均改善明显(P<0.05),且试验组[(27.56±15.68)、(73.55±8.72)分]较对照组[(17.67±6.73)、(65.33±9.20)分]改善明显(t=2.459、2.751,P=0.019、0.009)。结论末端牵引式上肢康复训练系统可明显改善脑卒中后上肢运动功能障碍患者上肢运动功能,提高患者日常生活能力,值得临床推广及应用。