手部康复机器人的研究现状

介绍了国内外不同结构、不同驱动方式以及不同训练模式的手部康复机器人的研究现状及优缺点,分析了现有手部康复机器人存在的不足,指出了刚性和柔性可穿戴相结合、采用新型智能驱动方式和多种康复训练模式是未来手部康复机器人的发展趋势。

醒脑开窍针法联合脑机接口手部康复机器人治疗中风后手功能障碍的临床观察

目的:观察醒脑开窍针法联合脑机接口手部康复机器人治疗中风后手功能障碍的临床疗效。方法:将符合纳入标准的中风后手功能障碍患者90例随机分为对照组(45例)及治疗组(45例)。其中对照组行康复科常规针刺、常规手功能康复训练、常规偏瘫肢体康复治疗、内科常规药物治疗,治疗组在对照组常规治疗基础上,将常规针刺治疗替换为上肢醒脑开窍针法治疗,再加用脑机接口手部康复机器人训练,所有训练每日1次,每周治疗6次,共治疗4周。在治疗前、治疗第14天及治疗第28天,对每例患者进行Wolf运动功能评价量表(Wolf motor function test,WMFT)和上肢动作研究量表(Action research arm test,ARAT)评定。结果:与治疗前相比,对照组及治疗组WMFT及ARAT评分均升高(P<0.05),与对照组相比,治疗组两项评分提高更为明显(P<0.01),且随着治疗时间增长,各项评分提高更为显著(P<0.05)。结论:醒脑开窍针法联合脑机接口手部康复机器人训练可有效改善中风后手功能障碍。

脑卒中患者手部康复机器人的设计及其运动轨迹分析

设计一种新型手部康复机器人,基于该结构提出一种基于运动捕捉设备的轨迹设计方法。设计两种模式运动轨迹,通过运动学仿真和理论计算验证。运动学仿真结果表明:运动轨迹和机械结构相匹配,电机输出平稳,关节角位移变化平缓。理论计算结果表明:设计的运动轨迹在手指指尖理论运动边界和机器人执行机构末端理论运动边界范围内。运动学仿真与理论计算结果表明本工作设计的新型手部康复机器人结构与基于运动捕捉设备的轨迹设计方法合理。

手部功能康复机器人结构创新设计

为了解决手部功能康复机器人不能针对不同人群进行手指结构尺寸调节的实际问题,满足患者在使用过程中的差异化。以现有的机械传动结构及康复理论为基础,通过对现有的手部功能康复机器人进行分类研究、分析现有的动力传动机构及对手部功能康复机器人的设计原则进行提炼分析,总结现有手部功能康复机器人的缺点。运用人机工程学、相关设计原则以及持续性被动运动理论对其进行优化,设计一款可以调节指节机构尺寸并符合患者佩戴舒适性的手部功能康复机器人。该手部康复机器人可以帮助脑卒中手部康复患者以及手部受外伤的患者进行有效的康复治疗。

手型识别的手功能康复动作快速规划研究

目的:解决现有手部康复机器人柔顺性、安全性不足和对手势信息采集困难等问题,研发基于视觉的方法进行手型识别,并借助识别结果来用于手部康复训练。方法:本文基于MediaPipe模型来进行手部关键点跟踪和手势识别;在康复手套结构上选择了柔性穿戴式。通过计算机视觉的方法得到手势信息,将信息通过串口传递给单片机,由单片机控制气阀的通断,以此来控制康复手套的运动。结果:基于MediaPipe的静态手势识别实验准确率可以达到93.71%,并且通过手势识别和康复训练实验可以得出基于计算机视觉的手势识别方法性能稳定,康复训练手套能够根据识别出来的手势信息做出相应的动作,对患手进行康复训练。结论:基于视觉示教的手部康复训练机器人可以实现手部康复训练,视觉示教降低了成本,增加了便携性;柔性穿戴式手套增加了安全性和柔顺性。