智能软体手功能康复机器人在脑卒中康复中的应用效果

目的探讨智能软体手功能康复机器人在脑卒中康复中的应用效果。方法选取我院2021年1月至2021年6月收治的50例脑卒中患者作为研究对象,按照随机数字法将其分为对照组和试验组,各25例。对照组给予常规康复治疗,试验组在常规康复治疗基础上结合智能软体手功能康复机器人训练。比较两组患者干预前及干预8周后的FMA、WMFT、Barthel评分;比较两组患者干预8、12周的FMA、WMFT、Barthel评分改善情况。结果干预8周后,两组的FMA、WMFT、Barthel评分均较干预前显著提高,差异具有统计学意义(P<0.05);干预12周后,两组的FMA、WMFT、Barthel评分均较干预前显著提高,且试验组显著高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。干预12周后,两组的FMA、WMFT、Barthel评分改善值均较干预8周后显著提高,差异具有统计学意义(P<0.05);干预12周后,试验组的FMA、WMFT、Barthel评分改善值均显著大于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论在常规康复治疗基础上结合智能软体手功能康复机器人训练,能显著提高脑卒中患者手上肢运动功能及日常生活能力,对患者本体感觉功能的恢复有积极的作用,值得临床推广应用。

智能机器人康复手套对脑卒中偏瘫患者手功能的疗效

目的:观察智能康复机器人手套辅助训练对脑卒中偏瘫患者手功能的康复效果。方法:60例脑卒中住院患者随机分为2组,2组患者均给予运动疗法、物理因子疗法等传统康复方法治疗。另外,对照组患者进行抓握等常规手功能训练,观察组使用康复机器人手套进行上肢及手功能训练,完成抓握、捡球、持物等动作。记录患者治疗前、治疗后1周、2周、3周的Wolf运动功能评定(WMFT)分数及手功能评定分数。结果:与治疗前比较,治疗1周后2组的WMFT及手功能评分均有显著提高(均P<0.05),但2组间的WMFT及手功能评分无明显差异;治疗2周和3周后,2组的WMFT及手功能评分均较治疗前明显升高(均P<0.01),且观察组WMFT及手功能评分明显高于对照组(P<0.05)。结论:智能康复机器人手套辅助训练能够改善脑卒中偏瘫患者上肢和手功能,值得进一步推广使用。

基于软体机器人与VR技术的手部康复系统的设计研究

目的脑卒中的高致残率导致患者在术后仍需进行长时间的康复治疗,进而增强其瘫痪侧的运动能力,提高生活质量,因为手部在ADL中起着尤为重要的作用,故对患者手部功能的恢复是康复治疗的关键。研究一种基于软体康复机器人与VR技术相结合的手部康复系统,探究该系统对康复过程中大脑皮层激活的影响。

巨刺疗法联合上肢智能康复机器人对提高脑卒中急性期患者手功能主动运动诱发的疗效观察

目的探讨巨刺疗法联合上肢智能康复机器人对提高脑卒中急性期患者手功能主动运动诱发的临床疗效。方法将脑卒中急性期患者60例随机分为治疗组与对照组各30例。所有病例均予对症药物(基础疾病如控制血压、血糖等及二级预防治疗)及常规康复训练治疗。对照组在常规治疗基础上给予上肢智能机器人训练,治疗组在对照组的基础上采取巨刺疗法。患者入院后在第1次治疗前进行双上肢功能量表(UEFI)、简式Fugl-Meyer运动评定-上肢部分(FMA-UE)、日常生活自理能力(ADL)、上肢三角肌及胸大肌表面肌电值测定腕关节前屈、水平内收、水平外展关节活动度评定,疗程结束后再次评定。结果干预后,两组UEFI评分和FMA-UE评分与干预前相比差异显著(P<0.05),其中治疗组干预后UEFI评分和FMA-UE评分明显高于对照组(P<0.05);干预后治疗组患侧腕关节掌屈、背伸、桡偏、尺偏活动度明显增加(P<0.05),与对照组比较,差异显著(P<0.05);经不同方式干预后,治疗组患者患侧半球MEP潜伏期低于对照组,最大振幅高于对照组(P<0.01)。干预后,两组ADL评分与干预前相比差异显著(P<0.05),其中治疗组干预后ADL评分明显高于对照组(P<0.05)。结论巨刺疗法可通过刺激大脑半球皮层运动区的兴奋性,从而有效改善脑卒中急性期患者上肢功能与手腕关节活动度,提高其生活自理能力,有利于患者病情康复,提高生活质量,产生良好的社会效益及巨大的经济效益。

中国研究人员开发出功能精细柔性康复手套机器人

据隋梦丽2023年10月5日(Nat Mach Intell,2023 Oct 5.https://doi.org/10.1038/s42256-023-00728-z)报道,中国科学技术大学工程科学学院机器人与智能装备研究所团队利用形状记忆合金(SMA)驱动器的精确控制研制出功能精细柔性康复手套机器人。该研究基于手指皮肤非均匀形变机制和手部精细动作康复运动机制,以高功重比SMA弹簧为驱动,提出了一种具备精细动作训练的便携式柔性康复手套机器人,有望为手功能障碍患者的精细动作康复与日常生活辅助服务。

智能机器人康复手套训练结合运动想象治疗脑卒中后手功能障碍的效果

目的:探讨智能机器人康复手套训练结合运动想象治疗脑卒中后手功能障碍的效果。方法:选择2022年1月—2023年12月沭阳铭和康复医院收治的脑卒中后手功能障碍患者166例为研究对象,使用随机数字表法分为对照组与观察组,各83例。对照组实施常规康复训练,观察组在对照组基础上实施智能机器人康复手套训练结合运动想象治疗。比较两组手握力以及捏力、手部运动功能。结果:治疗前,两组手握力及捏力比较,无统计学差异(P>0.05);治疗后,两组手握力及捏力增大,观察组大于对照组(P<0.05)。治疗前,两组Fugl-Meyer量表评分比较,无统计学差异(P>0.05);治疗后,两组Fugl-Meyer量表评分升高,观察组高于对照组(P<0.05)。结论:智能机器人康复手套训练结合运动想象治疗脑卒中后手功能障碍的效果显著,可增大患者手握力以及捏力,改善其手部运动功能。

形状记忆合金驱动手指功能康复外骨骼设计

为了研制适应关节黏弹特性、轻便、可穿戴的手指功能康复装置,在分析手指关节、肌腱运动机理的基础上,设计形状记忆合金(SMA)丝驱动的手指功能康复装置.建立该装置的运动学模型和SMA驱动模型,提出基于SMA丝电阻反馈的模糊神经网络PID控制方法,研制手指功能康复外骨骼样机,进行样机的运动性能和控制性能实验.结果表明,仿生外骨骼实现了预期的手指被动康复运动,拇指、食指和中指的最大弯曲角度与人体手指的弯曲角度相近,分别为130.5°、236.4°、242.5°;仿生外骨骼能够辅助手指完成日常抓握动作;模糊神经网络PID相比于传统PID控制,有效缩短了仿生外骨骼的响应时间,手指的屈伸康复频率为6次/min.

基于内嵌型光学弯曲传感器的软体手感知

软体仿人手的感知能力是实现友好交互和灵巧操作的重要条件.柔性的光学弯曲传感器由发光二极管(light emitting diode,LED)、光导纤维和光敏传感器组成,易嵌于软体手指内.经粗糙化的光导纤维可产生光线溢出,通过测量光能损耗量可获得软体手指的弯曲度;利用归一化标定软体手指初始(伸直)和最大弯曲状态的采样电压值,对归一化后的电压值进行均匀、非均匀和滞环分段,并融合5指弯曲信息实现连续运动检测、动作姿态和物体大小识别.实验结果表明,光学弯曲传感器可检测连续正弦运动状态;正确识别多种手势和抓握姿态;也可识别物体大小,结合滞环分段方法,解决单点分类切换存在振荡不足的问题,提高识别率.这种光学式柔性弯曲传感器具有电磁免疫、易于内嵌的优势,在软体手和软体执行器中具有重要应用价值.

气电驱动软体康复手套联合低频重复经颅磁刺激对脑卒中患者上肢和手功能的影响

目的:观察气电驱动软体康复手套联合低频重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)对脑卒中患者上肢及手功能的影响。方法:将符合纳入标准的58例脑卒中患者随机分为对照组和观察组。其中对照组采用病灶对侧皮质低频rTMS,观察组采用病灶对侧皮质低频rTMS联合气电驱动软体康复手套,两组受试者均接受包括运动疗法、作业疗法、针刺治疗等常规康复治疗。治疗前、治疗4周后,采用FMA-UE(简化Fugl-Meyer评定上肢部分)、WMFT评分评价上肢和手运动功能,采用Barthel指数评价ADL功能,采用WHOQOL-BREF量表评价生存质量。结果:在本次研究中,观察组和对照组均脱落1例(实验组和观察组均28例)。在干预4周后,各组的FMA-UE评分、WMFT评分、Barthel指数评分、WHOQOL-BREF主观感受评分较干预前均提高(P<0.05)。干预后,观察组的FMA-UE评分、WMFT评分的增长幅度大于对照组(P<0.05);与对照组相比,观察组Barthel指数评分、WHOQOLBREF主观感受评分明显增加(P<0.05);在WHOQOL-BREF的4个不同领域评分比较中,差异无显著性意义(P>0.05)。结论:气电驱动软体康复手套联合低频重复经颅磁刺激能有效改善脑卒中患者的上肢和手功能,显著提高ADL和部分生存质量,更优于单纯的低频重复经颅磁刺激治疗。

软体机器人前沿技术及应用热点

随着材料学、化学、控制等学科的不断突破,人们对章鱼、蠕虫、海星等软体生物的观察及建模有了突破性进展,并衍生出一门新的机器人研究方向——软体机器人。本文通过回溯软体机器人的发展历程,介绍了近年来软体机器人在材料类型、驱动方式、应用领域等方面取得的进展以及面临的挑战,并结合中国国情展望了软体机器人未来发展的前景与方向。