遙操作與遠程康復訓練機器人(編輯修改稿)
2025-01-31 18:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 肢功能康復的最早的設(shè)想來自 Dijkers（ 1991），他設(shè)計了一種簡單的機器人供腦卒中患者上肢使用，可以簡單的進行重復運動，并記錄患者治療的結(jié)果。 ? 1993年美國的 Lum等人研制了一種稱作手 — 物體 — 手的系統(tǒng) (handobjecthand system)，嘗試對一只手功能受損的患者進行康復訓練。 康復訓練機器人 ? 這種雙手物理治療輔助機器包括兩個置于桌面上、可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的夾板狀手柄，其中一個手柄下端連接在驅(qū)動電機上，電機可以輔助患者完成動作。 ? 該機器主要幫助完成兩個任務動作的訓練：雙手移動和雙手擠壓。雙手移動任務要求兩手夾持某一物體作前后往返運動，擠壓運動要求在物體上產(chǎn)生需要的抓取力。為限制自由度數(shù)目，患者雙手要放置在剛性手柄上，以阻止手腕屈伸。 康復訓練機器人 ? 1995年 Lum等又研制了一種雙手上舉的康復器(bimanual lifting rehabilitator)，用來訓練患者用雙手將物體上舉這一動作。該系統(tǒng)雖為兩自由度的連桿機構(gòu)，但只用于做肩關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)訓練。當患者雙手握住手柄將其舉起桿 2時，設(shè)備既可測量被舉物體的垂直位置及傾斜角度參數(shù)，也可以在左手（患側(cè)手）無法產(chǎn)生足夠大的力時，桿 1 可以予以輔助受損左臂完成動作，機器所施加的力可以按患者的需要改變，從而保持上舉動作的平衡，然后再將其放在桌面上。 康復訓練機器人 ? 1998年美國麻省理工學院的 Krebs和 Hogan等研制出一種稱作 MITMANUS的腦神經(jīng)輔助康復機器人并已應用于臨床，制作它的主要目的是提供一種新型的康復訓練工作站，用來對中風后上肢運動功能喪失的患者進行肢體運動和操縱技巧練習。 ? 該機器人是一種 30英寸高、連桿機構(gòu)的機械臂，它由兩個無刷電機直接驅(qū)動，可以帶動患肢肘部和前臂作兩自由度的平面運動，也可通過一組彈簧，實現(xiàn)小范圍的被動垂直運動，同時也可以測量手的平面運動參數(shù)，而且運動軌跡可以通過計算機屏幕為患者提供反饋。 康復訓練機器人 ? 機器人能夠像康復治療師一樣鍛煉中風患者的手臂，這將有助于恢復患者由于中風而癱瘓的肩部和肘部運動機能。研究結(jié)果顯示，這種 MITMANUS機器人不僅能夠幫助輕微的中風患者進行康復治療，此機器人甚至對那些中風發(fā)生 5年以上的患者也有效果。 ? 麻省理工學院還將在現(xiàn)有的 MITMANUS的基礎(chǔ)上研制新的一代一對多和遠程康復機訓練器人。 康復訓練機器人 ? 2022年美國的 Reinkensmeyer等研制了另一種輔助康復和測量導向器（ ARM Guide），主要針對抓取時上臂的動作進行設(shè)計，用來輔助治療和測量腦損傷患者上肢運動功能。 ? 該設(shè)備為單電機驅(qū)動的三自由度裝置，包括一個直線軌道，其俯仰角和水平面的傾斜角可以調(diào)整。 ? 實驗中患者的前臂和手綁在特殊設(shè)計的夾板上，該夾板可以沿直線約束滑動。當需要向前臂施加力時，電機帶動傳動鏈，從而使與傳動鏈相連的夾板動作沿直線軌道運動，傳感器可以記錄患者前臂所產(chǎn)生的力。 康復訓練機器人 ? 以英國 Reading大學為首的歐洲跨國研究小組，于 2022年研制出一種叫做 GENTLE/S的上肢康復訓練機器人，基本功能與 MITMANUS相似。 ? 其機械臂的結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，機械臂為三自由度的升降式搖臂結(jié)構(gòu)，機械臂的腕部帶有三個被動自由度，可實現(xiàn)手臂的三維運動，它結(jié)合了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過電腦屏幕對患者實施生物反饋，使患者訓練時更加具有吸引力和臨場感。 康復訓練機器人 ? 同年，由美國的 Lum等研制
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