手部功能康复机器人研究最新进展
康复医学中的康复技术的新进展
康复医学中的康复技术的新进展近年来，康复医学领域的技术不断取得新的进展，为康复治疗的效果提供了更多的可能性。
本文将介绍康复医学中的一些新兴技术，包括机器人辅助康复、虚拟现实技术和神经反馈系统等，以及它们在康复治疗中的应用。
一、机器人辅助康复技术机器人辅助康复技术是近年来康复医学领域中的重要研究方向之一。
利用机器人设备能够实现康复治疗的个性化、精准化和定量化，提高患者的康复效果。
例如，下肢康复机器人可以帮助脊髓损伤患者进行步态训练，通过精确的运动控制和力量支撑，促进患者的运动恢复。
二、虚拟现实技术虚拟现实技术是另一个在康复医学中迅速发展的领域。
通过利用计算机生成的视觉、听觉和触觉等感官刺激，虚拟现实技术能够为患者创造出生动逼真的虚拟环境，提供与现实世界相似或完全不同的体验。
在康复治疗中，虚拟现实技术可以被应用于平衡和协调训练、动作控制和认知功能的恢复等方面，提供更具吸引力和互动性的治疗方式。
三、神经反馈系统神经反馈系统是一种通过测量和分析神经信号，帮助患者调整和控制自身生理和身体状态的技术。
通过具体的信号反馈，患者可以实时了解自身的身体状态，从而更好地掌握康复训练的进程和效果。
神经反馈系统被广泛应用于神经康复和运动控制的研究中，有助于提高患者的主动性和参与度。
四、其他康复技术的新进展除了上述提到的技术，康复医学领域还涌现出诸如电磁刺激、脑机接口和基因治疗等新兴技术。
电磁刺激技术通过对神经组织进行刺激，促进神经再生和功能恢复；脑机接口技术以大脑电活动作为输入信号，实现对外部设备的控制和交互；基因治疗技术通过改变基因表达，促进神经细胞的修复和再生。
这些技术的不断突破为康复治疗提供了新的方向和希望。
总结：康复医学中的康复技术不断取得新的进展，从机器人辅助康复到虚拟现实技术，再到神经反馈系统和其他新兴技术，它们都为康复治疗带来了新的突破和可能性。
这些技术的应用不仅提高了康复治疗的效果，还提供了更加个性化和精准化的治疗方式。
一种新型穿戴式手功能康复机器人_邢科新
拉力的利用率 ,延长了气动肌肉的使用寿命 。
1. 2 传动轮的设计
通过实验知道 ,驱动四指的气动肌肉在初始
长度为 240mm 、负载 30N 的情况下 ,充气气压达
01 4M Pa 时 ,产生轴向收缩行程为 60mm ,收缩率
为 251 0 % ,而通过实验测得将四指拉直需要的行
程为 100mm ,为了解决气动肌肉行程短的问题 ,
1 机械结构设计
与正常人肢体相比 ,瘫肢更为脆弱 ,更容易受 到损伤 ,因此必须设计合适的机构以保证患者的 安全性 。R HR T - 1 与人体相接触的穿戴部分都
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中国机械工程第 20 卷第 20 期 2009 年 10 月下半月
采用聚乙烯 、聚丙烯等热塑材料制作 ,这些材料的 共同优点是轻便 、美观 、卫生 、可塑性好 、加工方便 。 制成后的手功能康复机器人更加符合生物力学要 求 ,不仅穿戴时更加舒适 ,而且治疗效果也更好。
R HR T - 1 的机械结构如图 1 所示 ,机械结 构后方安装两条气动肌肉 ,气动肌肉后端连接拉 力传感器 ,用于测量气动肌肉的拉力 。其中一根 气动肌肉前端连接一根钢丝 ,通过滑轮与前方拉 杆相连 ,气动肌肉收缩时 ,拉杆带动分指指托旋 转 ,拉动手指伸直 ;另一根气动肌肉与拇指相连 , 辅助拇指外展 。各关节处都安装角度传感器 ,用 于测量关节旋转的角度 。通过这些机械构造可辅 助患手完成伸展 、抓握等动作 ,有效减轻水肿 ,避 免肢体痉挛及非麻痹性肌肉萎缩 ,使运动尽可能 达到协调和随意 ,提高活动自由度 ,使肢体功能得 到好的恢复 ,缩短康复疗程 ,降低治疗费用 。采用 气动肌肉驱动使机器人更具柔顺性且适合穿戴 。
脑卒中上肢康复机器人研究进展
脑卒中上肢康复机器人研究进展
王壮;王轶钊;丘世因;刘源;石巍;巫嘉陵;明东
【期刊名称】《中国现代神经疾病杂志》
【年(卷),期】2023(23)1
【摘 要】随着医工融合技术的发展与临床康复需求的提高,智能化上肢康复机器人
因可为脑卒中患者提供高强度、高重复性主动康复训练,恢复上肢运动功能,实现脑
神经重塑等作用,成为脑卒中康复领域的研究热门,但目前大多数上肢康复机器人系
统仍处于实验室研发或临床验证阶段。本文总结国内外上肢康复机器人的最新研究
成果,对比不同类型机器人的优势与不足,展望上肢康复机器人发展趋势,为促进其临
床转化提供思路。
【总页数】7页(P15-21)
【作 者】王壮;王轶钊;丘世因;刘源;石巍;巫嘉陵;明东
【作者单位】天津大学医学工程与转化医学研究院;天津市环湖医院康复医学科;天
津市环湖医院神经内科天津市脑血管与神经变性重点实验室;天津市医疗器械审评
查验中心
【正文语种】中 文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.上肢康复机器人对脑卒中患者上肢\r功能康复的临床疗效观察2.上肢康复机器人
辅助治疗在脑卒中偏瘫患者上肢功能康复中的应用3.上肢康复机器人联合上肢康
复训练对脑卒中恢复期偏瘫患者的影响4.上肢康复机器人联合康复机器人手套治
疗脑卒中患者上肢功能的临床疗效观察5.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
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康复机器人在脊髓损伤中应用的研究现状、热点及前沿分析
康复机器人在脊髓损伤中应用的研究现状、热点及前沿分析目录一、内容简述 (2)二、康复机器人在脊髓损伤中的应用历史与发展趋势 (3)2.1 国际发展历程 (5)2.2 国内发展历程 (6)2.3 发展趋势与挑战 (7)三、康复机器人在脊髓损伤中的研究现状 (8)3.1 治疗原理与技术手段 (10)3.2 具体应用案例分析 (11)3.3 成效评估与改进方向 (12)四、热点分析 (13)4.1 人工智能与机器学习在康复机器人中的应用 (15)4.2 神经科学原理在康复机器人设计中的应用 (16)4.3 可穿戴设备与康复机器人的结合 (18)4.4 远程康复支持与监测系统 (19)五、前沿分析 (21)5.1 跨学科融合的创新模式探索 (22)5.2 新型材料与康复机器人技术的结合 (23)5.3 个性化与定制化康复机器人的发展趋势 (24)5.4 政策法规环境对康复机器人发展的影响 (26)六、结论与展望 (27)一、内容简述随着现代科技的飞速发展，康复机器人在医疗领域的应用日益广泛，特别是在脊髓损伤的康复治疗中展现出巨大的潜力和价值。
本文旨在综述康复机器人在脊髓损伤中的应用研究现状、热点及前沿分析。
康复机器人是一种集成了先进的传感技术、计算机算法和人工智能的机械设备，能够辅助或替代患者进行肢体运动和功能恢复。
在脊髓损伤的治疗中，康复机器人通过精确控制力度、角度和速度等参数，为患者提供个性化的康复训练方案，有助于加速神经功能的恢复，提高生活质量。
康复机器人在脊髓损伤中的应用主要集中在以下几个方面：一是上肢功能康复，如握力训练、精细动作训练等；二是下肢功能康复，包括平衡训练、步行训练等；三是日常生活能力训练，如穿衣、吃饭等。
康复机器人还可以结合虚拟现实技术，为患者创造更加真实的康复环境，提高康复效果。
在研究热点方面，当前康复机器人的设计越来越注重患者的个性化需求和舒适度体验。
采用柔性材料制造机器人关节，以减轻对患者皮肤的摩擦和压力；同时，通过传感器实时监测患者的运动状态和肌肉活动情况，以便调整康复方案。
医疗康复机器人技术研究与应用
医疗康复机器人技术研究与应用随着人口老龄化趋势的加剧，对康复医疗的需求也越来越大。
康复机器人技术应运而生，成为解决康复医疗需求的新趋势。
本文将围绕医疗康复机器人技术的研究与应用展开论述，从机器人技术的发展历程、应用领域和展望等方面进行探讨。
一、机器人技术的发展历程机器人技术在医疗领域的应用起源于上世纪70年代，当时主要是将机器人引入手术领域，辅助医生进行手术操作。
但是由于当时技术的局限性和成本的限制，机器人在医疗领域的应用并不普及。
随着科技的进步和机器人技术的成熟，医疗康复机器人技术逐渐成为研究热点。
康复机器人可以通过对人体姿势、力量、平衡和协调的辅助来帮助患者进行康复训练。
例如，关节康复机器人可以模拟人体关节的运动，帮助患者恢复肌肉力量和关节灵活性。
神经康复机器人则可以通过刺激神经系统，帮助患者恢复肢体运动功能。
二、医疗康复机器人技术的应用领域1. 体育康复：康复机器人可以在体育训练中发挥重要作用，通过模拟不同的运动方式，帮助运动员恢复受伤部位的功能，并提高运动技能。
体育康复机器人的应用可以加速运动员康复进程，减少运动损伤的发生。
2. 康复治疗：医疗康复机器人广泛应用于康复治疗中，例如针对中风患者的神经康复机器人，可以通过刺激患者的大脑神经网络，帮助患者恢复受损的运动功能。
关节康复机器人可以辅助患者进行关节运动训练，促进关节灵活性和肌肉力量的恢复。
3. 辅助生活：康复机器人也可以应用于日常生活的辅助，例如对行动不便的老年人或残疾人提供日常生活的支持。
这些机器人可以辅助患者进行起床、洗浴、穿衣等日常生活动作，提高生活质量，并减轻照护者的负担。
三、医疗康复机器人技术的展望随着机器人技术的不断进步和应用范围的扩展，医疗康复机器人技术有着广阔的发展前景。
值得关注的是，现代机器人在感知、控制和人机交互方面取得了重大突破，使机器人能够更好地适应康复治疗的需求。
首先，机器人技术的个性化发展将成为未来的关键。
手臂康复训练机器人研究现状
Value Engineering0引言脑中风已成为导致残疾的首要原因之一，2015年中风人数达到120-180/10万人，其中大约75%中风患者有明显的后遗症[1]。
基于对神经可塑性认识不断加深，越来越多地通过提供高度复杂的干预方式的康复训练设备产生。
本文的主要目的是介绍和比较现有的康复训练设备对促进脑卒中患者上肢康复的影响[2]。
按干预方式的不同，上肢康复机器人可以分为单侧训练模式和双侧训练模式。
1单边康复训练单侧康复训练机器人代表性的是2DOF 的MIT -Manusl [3]。
MIT Manus 可以给予患者被动、主动、阻尼三种训练模式，以图形的形式将患者的运动信息反映到电脑屏幕上。
位置和力传感器可以记录使用中手柄所到达和经过的位置[4]，如图1所示。
通过临床试验表明MIT-MANUS 可以进行康复训练并且能够降低运动神经的损伤程度[5]。
芝加哥康复研究所等开发了一种康复训练器（ARM Guide ，Assisted Rehabilitation and Measurement Guide ）。
如图2所示，该设备有三个自由度，通过电机和磁粉制动器完成直线方向的伸手运动偏转和提升运动。
训练中可以达到5个不同位置目标点的伸手运动。
在患者训练中，通过运动跟踪分析和系统测量患者手臂末端轨迹，动作完成的柔顺度，可以得知运动恢复的效果[6]。
清华大学研制的UECM 是国内具有代表性的上肢康复训练设备。
如图3所示，UECM 是2DOF 的二连杆机构，具有三种训练模式：主动、被动以及抗阻训练[7]。
UECM 能———————————————————————作者简介:姚又琳（1992-），女，山东黄县人，硕士生，研究方向为康复机器人；张秋豪（1970-），男，辽宁沈阳人，副教授，博士研究生，研究方向为系统建模与优化、康复机器人。
手臂康复训练机器人研究现状Research Status of Arm Rehabilitation Training Robot姚又琳YAO You-lin ;张秋豪ZHANG Qiu-hao（沈阳工业大学，沈阳110000）（Shenyang University of Technology ，Shenyang 110000，China ）摘要:本文基于不同的干预方式深入分析了单边上肢康复训练机器人和双边上肢康复机器人的发展现状、结构特点和临床试验结果。
康复医学的研究进展与趋势
康复医学的研究进展与趋势近年来，康复医学在世界范围内得到了广泛的关注和研究。
康复医学致力于帮助患者通过各种方法和技术恢复或提高其身体功能，提高日常生活质量。
随着科学技术的不断进步和医学理论的不断完善，康复医学的研究也在不断取得新的进展与趋势。
本文将对康复医学的研究进展与趋势进行探讨。
一、机器人辅助康复技术的应用机器人在康复医学中的应用已经取得了显著的成果。
机器人可以通过精确的力量和角度控制，帮助患者进行康复训练和运动恢复。
例如，康复机器人可以帮助中风患者进行肌肉力量的训练，改善他们的步态和平衡能力。
此外，机器人还可以通过交互式游戏等方式提高患者的积极性和参与度，提高康复效果。
二、虚拟现实技术在康复医学中的应用虚拟现实技术是指通过计算机生成的仿真环境，通过特殊的显示设备给用户提供身临其境的感觉。
虚拟现实技术在康复医学中得到了广泛的应用。
通过虚拟现实技术，患者可以进行各种功能训练，如平衡、协调和肌肉力量的训练。
此外，虚拟现实技术还可以帮助患者在模拟环境中进行日常生活动作的训练，提高他们的独立生活能力。
三、脑机接口技术的研究进展脑机接口技术是指通过直接连接人脑和外部设备，实现人脑与计算机之间的信息交流。
该技术在康复医学中的应用前景广阔。
通过脑机接口技术，患者可以通过意念控制外部设备，如假肢或轮椅，实现肢体功能的替代。
此外，脑机接口技术还可以帮助患者进行运动恢复训练，提高他们的运动能力。
四、基因编辑技术在康复医学中的应用基因编辑技术是指通过对基因组进行精确的修饰和改变，实现对特定基因的调控。
该技术在康复医学中的应用前景巨大。
通过基因编辑技术，科学家可以研究和改变与康复相关的基因，探究基因对康复过程的影响，以及开发基于基因编辑的康复治疗方法。
这一技术的应用有望为康复医学带来新的机会和突破。
总结起来，康复医学的研究进展与趋势主要包括机器人辅助康复技术的应用、虚拟现实技术在康复医学中的应用、脑机接口技术的研究进展以及基因编辑技术在康复医学中的应用。
康复机器人发展现状
康复机器人发展现状康复机器人是一种能够帮助失去行动能力的工伤、疾病和老年人恢复行动能力的机器人。
它能够模拟人体的运动能力，通过与身体接触，帮助患者恢复肌肉的功能。
近年来，随着科技的不断进步，康复机器人在医疗领域取得了显著的发展。
目前，康复机器人的发展现状主要表现在以下几个方面。
首先，康复机器人的种类越来越丰富。
目前市场上已经出现了各种各样的康复机器人，包括应用在上肢康复、下肢康复、平衡训练和日常生活辅助等方面的机器人。
这些机器人能够根据患者的具体情况进行个性化的康复训练，提高治疗效果。
其次，康复机器人的功能越来越强大。
现代康复机器人不仅能够辅助患者进行肌肉运动，还能够提供生物反馈、运动分析和心理支持等多种功能。
例如，一些康复机器人可以通过感应器和摄像头检测患者的运动状态，并提供及时的反馈，帮助患者更好地进行训练。
此外，康复机器人的智能化程度越来越高。
近年来，人工智能的快速发展为康复机器人的智能化提供了有力支持。
目前，一些康复机器人已经能够通过学习和模仿人类运动方式，自主地进行康复训练。
此外，一些机器人还能够通过大数据分析和智能算法，提供个性化的康复方案，进一步提高康复效果。
最后，康复机器人的应用范围越来越广泛。
康复机器人不仅在医院和康复中心得到广泛应用，还逐渐进入家庭和社区。
一些可穿戴式康复机器人已经问世，患者可以在家里自主进行康复训练，减少了医疗资源的占用，并提高了患者的康复效果。
综上所述，康复机器人的发展正在为失去行动能力的人群提供越来越多的康复选择。
随着科技的进步，康复机器人的功能将不断得到增强，应用范围将更加广泛。
它将成为未来康复医学领域的重要组成部分，为患者提供更加个性化和精确度的康复服务。
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端指 间关节（ＤＩＰ）各有 １个 自由度。大拇 指除了指间关 节Ｏｅ） 以及 掌指关节各 １个 自由度外 ，腕掌关节（ｃＭ）具有 ３个 自由 度 ，共 有 ５个 自由度 。人手关 节 的运 动范 围因人而异 ，它们 大致有一个通用 的范 围，见表 １ 。
表 １ 正 常成 人手 指 活动 范 围
Ｄ０Ｉ：１Ｏ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００１－１２４２．２０１７．０２．０２５ 基 金 项 目 ：国家 ８６３计 划 高科 技 项 目（ｓＱ２叭３ＧｘＯ３Ｄ００１２８）；“香江 学 者 ”人 才 计 划项 目（ＸＪ２０１３０４５）；中国博 士 后 科学 基 金 面上 项 目
（２０ｌ４Ｍ ５５２４３１）
缸 （ｄＪ人 Ｉ ＨＪ【
Ａ掏简 、 训力他 和易 ｒ【川 转控 、消 ‘ｉ Ｉ Ｊ． ‘ｒ 、Ｉ『 小 、 受个 Ｅ科ｌ Ｉ ｉ ｔｒｌ：＆ｒ
手部功能康复机器人 的分类标准有很多 ，除了按照控制 部 位分 以外 还有 以下 分类标准 ：执行 器的类型 、驱动力 的转 换 方式 、自由度数 、意 图传感方法 和控 制方法 。在这些 标 准里 面本文 选择按照 提供驱动力 的执行器不 同为主要 分类 标 准 ，可 分 为 ：电 机 、气 缸 、气 动 人 工 肌 肉 、形 状 记 忆 合 金 和柔 性材料 。目前手部功能康复机器人所采用的执行器 见表 ２。
２ 手 部 功 能 康 复 机 器 人 国 内外研 究现 状 手是人体各 器官中关 节 自由度最多最集 中、生理结构也
最 为复杂 的部位 ，其 功能精细 、灵敏 、复杂 ，使得 手部功 能康 复 机 器 人 的 研 制 也 相 对 的 复 杂 和 多 样 化 。
现有手 部功 能康复机器 人按照控 制的部位 可以分为指 端控制 、关节控制 、接触物 体控 制 、外骨骼 等 。指端控制是 将辅 助力施加 在手指远端 ，这种 方式简单 ，可以分别控制每 一 根 手指 ，但 是 只能对 手指远 端 临近 的关 节提 供有 限的控 制 ，容 易 现反常的手部运动形式 。关节控制是将力矩按 比 例施加给手指上 的每个关 节 ，每根手指和每个关节都可 以分 别控制 ，但 是通常力矩的 比例难 以调节 。物体控制是控制手 抓 握物体 的膨胀 和缩 小 ，这种方式 简单 ，但 是手指运 动的范 围较小 。外骨骼方式可 以直接控制每一个关 节，减少反常的 手 部姿势 ，但 为了减小控 制的复杂性 ，一般 会减少控 制的关 节数 目和关节 自由度 ，这被认为是机器人康复装置训练之后 并没有 表现 相 对于传统 训练 方式优势 的原 因之一川 。
１ 人 手 运 动 自 由度 及 其 运 动 范 于手部
解剖精 细、复杂 ，导致手外伤或者偏瘫后手功 能难以恢 复 ，致 残率高 ，严重影 响患者 的 日常生活和工作能力 。手功 能主要 通过腕 和手指灵 活 、协调 的运动来完 成 。因此 ，如何 尽快恢 复手外 伤或者偏 瘫患者 的手部肌力 、关节活 动范 围，以及手 指的协调性 、灵活性就显得尤 为重要 。人手骨骼结构主要 由 腕骨 、掌 骨 、指 骨所组成 ，指 骨又 由近端 指骨 、中指 骨和远端 指骨组 成 。人手 自由度 （ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｆ ｒｅｅｄｏｍ，ＤＯＦ）共有 ２１ 个 ，前 端 四指每个 手指有 ４个 自由度，其 中掌指关 节（ＭＣＰ）具 有 ２个轴线垂直相交 的转动 自由度 ，近端指 间关 节（ＰＩＰ）和远
中田腐熏区学磐矗 ２０１７￣，第３２卷，第２期 · 综 述 ·
手 部功能康复机 器人研究最新进展
郭 晓辉 王 晶 徐 光 华
脑卒 中 （ｓｍｏｋｅ）具有 发病率 高 、死亡 率高 和致残率 高 的 特 点 。据 统计 ，２０１５年 中国大约会有 超过一千万 脑卒 中患 者 。目前脑卒 中是手功能失效 的主要原 因之一 ，脑卒 中后 患者可 出现多种神经功能缺损症状 。其中偏瘫和运动障碍最 为常见 ，而上肢残疾患者的手功能 障碍往 往临床表现为屈 曲 挛 缩 ，手 的屈肌张力 占优势 ，指间关节和掌指关节伸展 困难 ， 丧 失握持 、侧捏 、对掌及对指等精细运动功能 ，也会 丧失一部 分 触觉感知和本体感受功 能 ，失去对运动 的反馈感 知 。具体 表现在 屈肌 的过度激活和对抗肌群间 的力量不平衡而导致的 手和手腕总是处在屈曲的状态下 ，手指和手腕不能伸展 。 目 前 国内外对于 因脑卒 中引起 的手部偏 瘫运 动功能受损 的改 善 和康复治疗方法 主要是 通过修复或重塑受损神经 ，加强肌 肉肌腱的强度锻炼 ，完成运动学 习来重建 或改 善脑卒 中患者 手 部的运动功能 ，防止 患者肌 肉的废用性 发生 ，促 进脑神 经代偿 。传统的康复治疗 中 ，治疗师手把手 的对 患者进行一 对 一式康 复疗法 ｊ，这种方 法不仅 劳动量大 、费用 昂贵 ，而且 训 练效 率和强度难 以保证 ，缺乏评价训练参数 和康 复效果关 系的客观数据 ，难以对训练参数进行优化 以获 得最佳治疗方 案 。为 了解决 以上弊端 ，将机器人应用与康 复领域 的辅助康 复 疗法相结 合 的手 部功能康 复机器 人技术 的研 究及运 用应 运 而生 。本 文主要研 究康复 机器人 中手指功 能康复机 器人 的国内外现状及其未来 的发展趋势 。