文献类型：期刊文章

作　　者：罗维[1] 李国瑞[1] 李雨来[1] 蒲江波[1] 徐圣普[1]

LUO Wei;LI Guo-rui;LI Yu-lai;PU Jiang-bo;XU Sheng-pu(Institute of Biomedical Engineering,Chinese Academy of Medical Sciences&Peking Union Medical College,Tianjin 300192,China)

机构地区：[1]中国医学科学院·北京协和医学院生物医学工程研究所,天津300192

出　　处：《生物医学工程与临床》

基　　金：科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目基金资助项目(2021ZD0200406);京津冀基础研究合作专项(19JCZDJC65500(Z));中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2021-I2M-1-042;2021-I2M-1-058);国家自然科学基金面上项目(81971660);天津杰出青年基金资助项目(20JCJQIC00230);北京脑科学与类脑研究中心科研合作项目(2020-NKX-XM-14)。

年　　份：2022

卷　　号：26

期　　号：4

起止页码：407-413

语　　种：中文

收录情况：AJ、CAB、CAS、ZGKJHX、普通刊

摘　　要：目的近年来,外骨骼机器人正逐渐走入临床康复实践,自由度、运动模式和力反馈评价是影响外骨骼机器人康复效果的重要因素,实验设计并实现了多抗阻训练模式的上肢外骨骼康复系统,该系统具备6个自由度并可全程跟踪用户与外骨骼间的接触力。方法通过人体上肢运动学分析,对上肢外骨骼康复系统的关节和自由度进行设计,主要由配重箱体、升降台、横梁、外骨骼机械臂组成;考虑不同体型患者要求,配置可调节长度导轨;硬件系统采用主控板、节点板的分层控制方法;软件系统使用模块化设计。在上肢外骨骼康复系统与人体接触处设置多个三维力传感器。使用角度和力传感器对上肢外骨骼康复系统的运动角度空间、疲劳测试下控制稳定度及主、被动模式下的接触力分布进行分析。最终征募17例受试者进行肩关节的伸展运动,采集不同阻抗等级下的力传感器数据,并进行主观体验问卷调查。结果上肢外骨骼康复系统工作空间角度幅值与设计要求相同,误差小于5%;连续工作4 h情况下,运动角速度变化率不超过1%。主动运动模式下,17例受试者人机接触力男性测量值(23.63±5.26)N,女性(21.54±5.16)N;人机接触力较小,其中15例受试者给出了舒适度较高及以上的评价,表明该系统具有良好的佩戴舒适度。人机接触力与阻抗等级的提升呈正相关,提示了抗阻模式在康复肌力训练中的应用价值。结论实验设计并实现了一款基于直接力控制的6个自由度上肢外骨骼康复系统,能够实现主动、被动、抗阻、运动处方等多种模式,该系统可连续监测运动过程中的接触力,有助于避免运动伤害,结合脑机接口和功能电刺激技术时可形成感觉运动的闭环训练,为上肢外骨骼康复系统的临床应用提供了新研究工具。

关 键 词：卒中康复 外骨骼 机器人辅助康复训练  三维力传感器 功能性电刺激

分 类 号：R496] TP242[临床医学类]