上肢康复机器人任务导向性训练对肩关节功能障碍患者的疗效观察

目的:观察上肢康复机器人任务导向性训练治疗肩关节功能障碍的疗效。方法:选取肩关节功能障碍患者58例,随机分为观察组和对照组各29例。2组均接受物理因子与关节松动术联合治疗,在此基础上,对照组增加肌力训练,观察组增加上肢康复机器人任务导向性训练。在治疗前和治疗4周后,采用Constant-Murley肩功能评分量表(CMS)评定比较2组疗效。结果:治疗4周后,2组CMS总分及疼痛、功能活动、关节活动范围、肌力4个分项的评分均高于治疗前(P<0.01);观察组CMS总分及疼痛、关节活动范围、肌力评分3个分项的评分均高于对照组(P<0.05),2组功能活动评分差异无统计学意义。结论:上肢康复机器人的任务导向性训练可以有效减轻患者肩关节疼痛,提高患者的上肢运动功能和康复效果。

上肢康复机器人联合弗伦克尔训练法在脑干卒中上肢协调障碍中的应用

目的探讨上肢康复机器人联合弗伦克尔(Frenkel)训练法在脑干卒中上肢协调障碍中的临床应用价值。方法便利选取2021年9月—2023年7月赣州市人民医院收治的48例脑干卒中后上肢协调障碍患者为研究对象。按照随机数表法分为两组,各24例。对照组实施常规综合康复,治疗组在对照组的基础上运用上肢康复机器人联合Frenkel训练。比较两组患者肱二头肌,三角肌前、中束,肱三头肌表面肌电均方根(Root Mean Square,RMS)值,干预前、干预1个月和干预3个月后国际合作共济失调量表(International Cooperative Ataxia Rating Scale,ICARS)、上田氏协调试验及改良Barthel指数得分变化,统计两组患者干预过程中Fugl-Meyer上肢运动功能评分(Fugl-Meyer As⁃sessment of Upper Extremity,FMA-UE)变化情况。结果干预3个月后,治疗组肱二头肌,三角肌前、中束,肱三头肌表面肌电RMS值分别为(165.8±21.4)、(253.3±33.6)、(266.7±32.2)、(133.5±16.5)uV·s,均高于对照组,差异有统计学意义(t=3.830、8.792、10.432、40.354,P均<0.05);治疗组ICARS、上田氏协调试验及改良Barthel指数评分均高于干预前治疗组及干预后对照组,差异有统计学意义(P均<0.05);治疗组FMA-UE评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论针对脑干卒中后上肢协调障碍患者应用上肢康复机器人联合Frenkel训练法,对改善患者共济失调能力,提高上肢协调与运动能力,促进患者生活质量有积极作用。

镜像康复训练结合机器人辅助对脑卒中患者上肢功能恢复的影响分析

研究镜像康复训练结合机器人辅助对脑卒中患者上肢功能恢复的影响。方法 本研究选取收治的26例脑卒中患者为研究对象,均随机分为对照组和实验组,每组13例。对照组采用常规康复治疗,实验组在常规治疗基础上应用镜像康复训练结合机器人辅助。通过比较两组患者治疗前后的FMA-UE分数,NHPT分数,BI和SF-12评分进行效果评估。结果 在治疗后,实验组患者的FMA-UE分数和SF-12评分显著提高,而NHPT分数显著降低,与对照组相比,差异有统计学意义;两组患者的BI评分改善,但无显著性差异。结论 镜像康复训练结合机器人辅助能显著改善脑卒中患者的上肢功能,提高生活自理能力,有利于促进功能恢复。

基于模糊控制的上肢康复机器人变导纳控制

传统固定参数的导纳模型无法对上肢康复机器人的柔顺性实时调节,而现有变参数导纳模型需要结合实际康复需求进行改善。为此,以自主研发的串并混联的末端牵引式上肢康复机器人为研究对象,结合模糊控制与导纳控制,提出了一种面向实际康复需求的新型变导纳控制策略,制定了4条有利于康复效率与安全的模糊规则。该策略利用交互力误差及其变化率作为模糊控制输入,实时改变导纳模型的参数,实现柔顺性自主调节。仿真和实验结果验证了所提出的变导纳模型控制策略可行性和所制定的4条模糊规则的有效性。在患者可适应训练强度的场景中,相较于固定导纳模型,变导纳模型追踪给定路径时产生的冗余路径最多可降低56.13%,提高了康复训练效率;当康复运动超出患者可承受范围时,变导纳模型可提前0.5 s改变追踪路径,提高了康复的安全性。

一种新型坐卧式下肢康复机器人控制系统设计

目的:针对脑卒中和外伤等因素导致的下肢功能障碍问题,设计一种新型坐卧式下肢康复机器人的控制系统。方法:开发了基于坐卧式下肢康复机器人的分布式控制系统;提出了高精度的被动训练控制方案和主被动混合训练控制方案;并进行了传感器采集模块测试试验、被动康复训练试验和主被动混合训练试验,来验证所设计的控制系统性能。结果:传感器采集模块具有很高的精度,被动康复训练和主被动混合训练均达到了预期效果。结论:该下肢康复机器人控制系统设计合理,方案可行。

上肢康复机器人的发展及应用综述

介绍了康复机器人的理论基础,综述了上肢康复机器人的研究现状,阐述了上肢康复机器人在脑卒中、脑瘫、脊髓损伤、多发性硬化、帕金森等疾病康复中的应用现状,分析了应用上肢康复机器人进行康复训练的优势和不足,指出了实现更高自由度、选材轻量化、提高设备运行安全性、研发智能控制技术、实现较低成本生产、扩大覆盖率是上肢康复机器人未来发展的方向。

镜像疗法联合上肢康复训练系统在脑卒中偏瘫患者早期康复中的应用效果

目的:分析镜像疗法联合上肢康复训练系统在脑卒中偏瘫患者早期康复中的应用效果。方法:选取2020年2月—2023年2月江苏大学附属武进医院·徐州医科大学武进临床学院康复科收治的脑卒中偏瘫患者76例作为研究对象,根据随机数字表法分为对照组和观察组,各38例。对照组实施镜像疗法,观察组在对照组基础上配合上肢康复训练系统治疗。比较两组上肢功能、日常生活自理能力及康复效果。结果:干预前,两组Fugl-Meyer量表(FMA)评分、Bartheal指数比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,两组FMA评分、Bartheal指数均高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计意义(P<0.05)。观察组康复有效率高于对照组,差异有统计意义(P=0.047)。结论:镜像疗法联合上肢康复训练系统在脑卒中偏瘫患者早期康复中的应用效果显著,能够改善患者上肢运动功能及日常生活自理能力,促进患者康复。

上肢智能康复训练系统在脑卒中偏瘫患者康复治疗中的价值研究

探讨在脑卒中偏瘫患者康复治疗中实施上肢智能康复训练系统的价值研究。方法 于2022年1月~2023年12月选取54例脑卒中偏瘫患者,运用抽签法分为参照组(n=27例,常规康复训练)和试验组(n=27例,在参照组基础上增加上肢智能康复训练系统),对肢体功能、日常生活能力、负面情绪以及康复效果进行分析。结果 试验组干预后肢体功能以及日常生活能力优于参照组;试验组干预心理状态评分优于参照组;试验组康复总有效率高于参照组;以上结果均P<0.05。结论 将上肢智能化康复训练技术用于脑卒中偏瘫病人的治疗,不仅可以使病人的肢体和运动功能得到明显的改善,还可以提高病人的生活质量,还可以明显地改善病人的不良情绪,具有很好的推广和使用价值。

上肢运动控制评估与训练系统在脑卒中偏瘫患者康复治疗中的运用效果

目的 探讨脑卒中偏瘫患者采用上肢运动控制评估与训练系统的康复治疗的效果。方法 选取2023年2月至2024年1月在河南省荣军医院接受康复治疗的脑卒中偏瘫患者共计62例,以随机数表法分为研究组与对照组,各31例。对照组实行常规康复治疗,研究组实行上肢运动控制评估与训练系统治疗,对两组捏力、握力、上肢功能、功能独立性、平衡能力、日常生活能力进行比较。结果 两组治疗后捏力、握力较治疗前提高,治疗后研究组捏力、握力高于对照组,差异具有统计学意义(P <0.05);两组治疗后功能独立性评定量表(FIM)、Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)评分较治疗前升高,治疗后研究组上述评分高于对照组,差异具有统计学意义(P <0.05);两组治疗后Fugl-Meyer平衡量表(FMA)、Berg平衡量表(BBS)评分较治疗前升高,治疗后研究组上述评分高于对照组,差异具有统计学意义(P <0.05);两组治疗后改良Barthel指数评定量表(MBI)评分较治疗前升高,研究组治疗后上述评分高于对照组,差异具有统计学意义(P <0.05)。结论 上肢运动控制评估与训练系统应用于脑卒中偏瘫患者康复治疗中,能够提高捏力、握力,改善上肢功能及平衡能力,提高功能独立性及日常生活能力。

两肢通用型上肢康复机器人系统设计与研究

随脑卒中等上肢运动功能障碍患者逐渐增多,上肢康复机器人的应用越来越广泛。针对现有上肢康复机器人存在质量较大、结构不紧凑、人机融合性差、移动不便以及仅适用于单侧肢体康复等问题,设计了一种满足左右两肢康复的通用型外骨骼上肢康复机器人。首先对上肢康复机器人整体结构采用SOLIDWORKS进行建模;其次围绕上肢康复机器人控制系统,阐述了机器人基于CAN总线的软硬件系统开发;最后,为验证设计的准确性,使用ADAMS进行了运动学和动力学仿真,加工出实物样机,进行多种模式的康复训练实验。实验结果表明:所设计上肢康复机器人可满足患者康复训练需求。

脑机接口康复训练机器人在脑卒中患者上肢功能康复中的研究进展

脑卒中是当前世界导致残疾的主要原因之一,约60%的患者在发生急性脑卒中之后会有上肢功能障碍[1]。由于近年来人工智能的飞速发展,脑机接口系统成为了上肢功能障碍患者的一个重要解决方案。脑机接口系统是一种可以记录中枢神经系统活动并将其转换为可替代、恢复、增强,补充或改善中枢神经系统自然输出的人工输出的系统[2]。脑机接口系统的主要作用是捕捉并转换(解码)大脑信号同时生成高精度的命令,以在患者的真实环境中控制机器人手臂/腿或轮椅等外部设备。

上肢康复训练机器人自适应轨迹跟踪控制

文章针对脑卒中患者上肢康复训练过程中所在空间内的运动轨迹,分析了上肢康复机器人末端抓握点的运行空间范围,设计了自适应轨迹跟踪控制器实现对机器人末端轨迹跟踪的高精度控制。首先,在机器人D-H参数法运动学模型基础上,给出了机械臂的逆运动学位姿仿真。其次,设计了基于自适应模糊PID轨迹跟踪控制器,以确保控制效果和系统安全性。最后,在Elfin3六自由度机械臂仿真模型上,对所提控制算法进行了仿真实验验证。仿真实验结果进一步验证所提算法的有效性和准确性。

六自由度上肢康复机器人运动学分析及轨迹规划

针对脑卒中患者如何进行上肢康复训练问题,设计一款可穿戴式六自由度的上肢康复机器人。首先根据上肢骨骼的结构分析,利用SolidWorks设计出六自由度上肢康复机器人三维模型。其次建立上肢康复机器人D-H坐标系计算出末端位置坐标,在Adams中设置驱动函数对上肢肩、肘、腕关节进行模拟运动。最终使用Matlab机器人工具箱对上肢康复机器人进行五次多项式轨迹规划,验证了设计合理性。结论表明所设计的六自由度上肢康复机器人具有康复训练的效果。

体感交互式上肢镜像康复训练机器人系统

针对脑卒中患者因大脑神经损伤而造成的上肢运动功能缺失,结合镜像疗法的机器人辅助训练可通过促使双侧肢协同运动来有效地促进大脑神经元重塑,从而实现运动功能恢复。为此,将镜像康复理论、虚拟现实技术和机器人技术有效结合,提出一种体感交互式上肢镜像康复训练机器人系统。使用动作捕捉设备采集患者健肢的位姿信息,通过设计人机镜像运动映射算法来映射上肢康复训练机器人的运动轨迹。考虑到康复治疗的柔性需要,该机器人的关节采用基于比例压力控制的摆动气缸来驱动;同时,针对气动系统的特性,设计了PD(proportional differential,比例微分)+速度前馈补偿的轨迹跟踪控制策略,实现了双侧肢协同运动的镜像康复训练。通过对机器人系统样机进行复合运动轨迹规划试验和镜像康复训练试验,验证了该系统在镜像康复治疗中的可行性和有效性。所设计的机器人系统为人体双侧肢协同运动的康复训练临床需求提供了设计思路和实现方法。

基于ARM的上肢康复训练机器人系统设计

针对中风病人和上肢受伤的康复医疗需要,设计了一种基于ARM+uClinux的嵌入式控制系统的康复训练机器人,阐述了系统机构设计、硬件电路设计及系统软件设计。康复训练牵引机械臂采用位置传感器和力传感器实时监测运动速度和牵引力/阻力,以实现多种训练模式。该系统可以实现手动训练、自动训练和基于网络的远程训练。实验结果表明:系统稳定可靠,能够辅助医生对病人进行康复训练医疗。

床旁上肢康复机器人设计研究

目的:针对由脑卒中导致的卧床的上肢偏瘫患者,设计一种床旁式上肢康复训练机器人。方法:通过研究人体上肢结构与运动,进行床旁上肢康复机器人的构型和尺寸优化设计。通过模块化建模思想综合功能构型尺寸等因素进行机械设计,使用ANSYS仿真对关键零部件进行强度校核。构建床旁上肢机器人运动学模型,并进行正逆运动学方程的计算与分析,进行机器人训练轨迹研究。结果:该床旁式上肢康复训练机器人在验证过程中无机械干涉,能实现上肢康复训练的要求,训练效果均达到预期。结论:该床旁式上肢康复训练机器人设计合理,方法可行。

上肢康复机器人训练管理系统设计

上肢康复机器人是现代医疗设备中一种先进且便捷的辅助康复设备。它对于患有中风、偏瘫等相关疾病的患者,能够有效地协助复健医生对患者的上肢运动进行恢复,并重建神经系统。本文介绍了一种基于LabVIEW的上肢康复机器人训练管理系统,该系统具有康复医生及患者的注册登录界面、患者的信息查询功能以及康复训练交互平台,能够对患者进行针对性和安全性的康复训练。

上肢康复训练机器人的脑机接口系统研究

脑机接口(brain-computer interface,BCI)可以把大脑皮层的电活动信号转化为机器语言直接控制外界设备。本研究提出一种基于稳态视觉诱发电位(steady state visual evoked potential,SSVEP)与Alpha波混合的脑机接口上肢康复训练机器人系统。本系统通过检测使用者枕部脑电信号Alpha波的阻断现象来切换空闲与工作状态,采用典型相关分析算法区分不同频率的SSVEP信号。利用该脑机接口系统,用户可以自主控制上肢康复训练机器人进行上肢康复训练,包括训练动作与训练时间。在线实验结果验证了本研究提出的异步脑机接口上肢康复训练机器人的可行性与有效性,该系统分析速度快且分析准确率高,为异步脑机接口的实现与应用提供了良好的理论与实践基础。

基于上肢康复机器人的任务导向性训练对急性期脑卒中患者上肢本体感觉功能的影响

脑卒中患者约有50%存在偏瘫上肢本体感觉下降或缺失[1],本体感觉障碍是制约患者上肢运动功能恢复的重要因素之一[2],影响进食、穿衣、修饰等以上肢功能为主的日常生活活动能力。较多临床研究表明[3—5],上肢康复机器人对脑卒中患者偏瘫上肢运动功能有明显改善作用,然而,罕有上肢机器人对脑卒中患者偏瘫上肢本体感觉功能影响的报道。本研究观察了基于上肢康复机器人的任务导向性训练对急性期脑卒中患者偏瘫上肢本体感觉功能恢复的作用,并对治疗前后患者的日常生活活动能力等相关因素进行分析,探讨上肢康复机器人对急性期脑卒中患者偏瘫上肢本体感觉功能康复的影响。

基于视觉与触觉双信息的上肢康复训练机器人运维系统设计

针对传统上肢康复器械信息处理缓慢、康复效果差的问题,设计基于视觉与触觉双信息的上肢康复训练机器人运维系统。在系统硬件部分,采用三维触觉操作器Phantom操控虚拟手臂,利用Camshift算法完成对不同颜色物体的跟踪,通过加权集成算法实现对触觉压力数据的操作;在系统软件部分,基于ARAT的抓握测试,评估手臂的抓握能力,采用双侧训练模式和脑电训练模式,修复患者肌力受损部位,通过奇异值分解方法,完成对矩阵目标函数值的求解,利用ICP算法处理图像轮廓特征点,实现图像的配准。实验结果表明,该系统配准精度高,可以完成预期目标,且跟踪效果佳。