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下肢康复机器人对帕金森病患者平衡功能影响的研究

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中国康复医学杂志 2022年第4期37卷 494-500页

作者：丁文娟梁成盼苏敏苏州大学附属第一医院康复医学科江苏省苏州市215006

目的:观察下肢康复机器人训练对帕金森病患者平衡功能的影响。方法:选择2018年—2019年期间无锡市同仁康复医院住院的帕金森病患者40例,随机分为对照组和下肢康复机器人(G-EO Gait-therapy System,G-EO)治疗组各20例。两组患者接受规范... 详细信息

目的:观察下肢康复机器人训练对帕金森病患者平衡功能的影响。方法:选择2018年—2019年期间无锡市同仁康复医院住院的帕金森病患者40例,随机分为对照组和下肢康复机器人(G-EO Gait-therapy System,G-EO)治疗组各20例。两组患者接受规范的临床药物治疗及常规的康复训练包括放松训练、关节活动度训练、功能性转移训练共30min,在此基础上,对照组给予治疗师辅助下的步行训练,G-EO组给予G-EO System®下肢机器人辅助的步行训练,均为每天一次,每次30min,每周5天,共治疗8周。于治疗前、治疗4周及8周时分别采用PD评定量表运动部分(Unified Parkinson's disease rating Scale-Ⅲ,UPDRS-Ⅲ)、Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)、活动平衡信心量表(activities-specific balance confidence scale,ABC)、起立行走试验(time up and go test,TUGT)及Tecnobody平衡评估系统对患者进行评估。Tecnobody平衡评估系统测试的指标包括患者平均轨迹误差(average trace error,ATE)值及睁眼、闭眼下的运动轨迹长度、运动面积。结果:①治疗前两组患者UPDRS-Ⅲ、BBS、ABC、TUGT评分及Tecnobody平衡评估系统测试的结果无显著差异(P>0.05)。②治疗4周后,两组患者UPDRS-Ⅲ评分均较前降低(P0.05),两组其余几项的评分均较治疗前下降,且G-EO组评分优于对照组(P下肢康复机器人可以易化帕金森病患者下肢的动作启动。持续性地使用机器人辅助训练能够显著提高帕金森病患者的动静态平衡能力,并且增加患者步行时的自信心。

关键词：下肢康复机器人帕金森病平衡功能

下肢康复机器人对缺血性脑卒中恢复期患者步行功能的影响

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中国康复医学杂志 2022年第8期37卷 1079-1083页

作者：包译朵强张源芮陈石杨颜安尹勇云南大学附属医院康复医学科(云南省第二人民医院康复医学科) 云南省昆明市650021

目的:通过评估研究对象的步态改善情况,观察下肢康复机器人辅助下步行训练对缺血性脑卒中恢复期偏瘫患者步行功能的影响。方法:收集发病3—6个月的缺血性脑卒中偏瘫患者60例,随机分为治疗组和对照组(每组30例),治疗组给予常规康复治疗... 详细信息

目的:通过评估研究对象的步态改善情况,观察下肢康复机器人辅助下步行训练对缺血性脑卒中恢复期偏瘫患者步行功能的影响。方法:收集发病3—6个月的缺血性脑卒中偏瘫患者60例,随机分为治疗组和对照组(每组30例),治疗组给予常规康复治疗结合下肢康复机器人辅助步行训练,对照组给予减重支持训练结合常规康复治疗,两组患者分别于治疗第1天,治疗4周后采用定时步行试验(timed walking test)、功能性步行能力量表(functional ambulation category scale,FAC)和Borg自觉疲劳评分(Borg rating of perceived exertion,RPE)对患者步行功能进行评估,比较两组患者步行功能的变化情况。结果:(1)治疗前功能性步行能力量表、定时步行试验、定时步行试验耗时、Borg评分,治疗组和对照组两组比较无显著性差异(P>0.05)。(2)治疗组治疗4周后,功能性步行能力量表、定时步行试验评分均较治疗前提高,定时步行试验耗时、Borg评分均较治疗前降低,差异有显著性意义(P下肢康复机器人辅助步行训练和减重支持训练系统分别配合常规康复治疗均可促进缺血性脑卒中恢复期偏瘫患者步行功能的恢复。(2)下肢康复机器人辅助步行训练结合常规康复治疗比减重支持训练系统结合常规康复治疗能更有效地改善缺血性脑卒中恢复期偏瘫患者步行稳定性、步行速度及步行耐力。

关键词：脑卒中偏瘫下肢康复机器人步行功能辅助步行训练

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下肢康复机器人的主动柔顺自适应交互控制

机器人 2021年第5期43卷 547-556页

作者：梁旭王卫群苏婷婷侯增广何广平任士鑫石伟国北方工业大学北京100144 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心北京100190

为了更好地给患者提供稳定、舒适且具备主动柔顺性的康复训练环境,提出一种基于阻抗参数自适应调节的下肢康复机器人主动柔顺交互控制方案,该方案由外环的阻抗参数调节和内环的轨迹跟踪两部分构成。首先,针对康复训练过程中人体阻抗参... 详细信息

为了更好地给患者提供稳定、舒适且具备主动柔顺性的康复训练环境,提出一种基于阻抗参数自适应调节的下肢康复机器人主动柔顺交互控制方案,该方案由外环的阻抗参数调节和内环的轨迹跟踪两部分构成。首先,针对康复训练过程中人体阻抗参数动态变化的问题,提出了模糊自适应阻抗参数调节器,将人机交互作用力、位置误差与速度误差作为输入,并采用模糊推理实时调整阻尼系数与刚度系数,实现对人体阻抗的自适应。其次,设计了间接自适应模糊控制器,合理构造模糊系统逼近未知非线性系统,对反映患者运动意图的设定轨迹进行稳定跟踪,利用李亚普诺夫分析方法证明了系统的稳定性。最后,通过仿真实验将本文方法与一般的固定期望阻抗参数方法对比,结果表明本文方法下的髋、膝关节轨迹的最大偏差分别降低53.43%和66.87%,验证了所提方法的可行性与有效性。

关键词：下肢康复机器人交互控制柔顺性阻抗控制

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下肢康复机器人模糊主从控制方法

哈尔滨工程大学学报 2018年第5期39卷 927-933页

作者：于凌涛邵兆稳倪龙海汤泽旭李晨正马孝浩张炳早哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对偏瘫患者的康复训练问题,本文研究了一种通过患者自身健康上肢来控制对侧受损下肢的康复训练方法。利用FAB系统测量了正常行走状态下人体上肢的肩、肘关节转角和下肢的髋、膝关节转角,对测量数据进行处理后获得人体上、下肢的步态... 详细信息

针对偏瘫患者的康复训练问题,本文研究了一种通过患者自身健康上肢来控制对侧受损下肢的康复训练方法。利用FAB系统测量了正常行走状态下人体上肢的肩、肘关节转角和下肢的髋、膝关节转角,对测量数据进行处理后获得人体上、下肢的步态运动轨迹。将步态测量获得的平均曲线作为基准曲线,对其进行包络分析获得参考曲线。在此基础上定义输入、输出变量的模糊集合和模糊逻辑,采用模糊化方法建立上肢运动与下肢运动之间的主从映射关系。选取上肢肩、肘关节转角的部分测量数据作为输入变量,基于Matlab进行仿真验证,通过解模糊化运算获得下肢髋、膝关节转角的输出值。将仿真验证获得的下肢髋、膝关节转角的输出值与下肢运动关节转角的原始测量值进行比对,输出信号能很好地反映下肢的运动趋势,初步验证了本文所建立的上、下肢运动之间模糊主从控制方法的可行性。

关键词：下肢康复机器人步态分析包络曲线主从映射模糊控制仿真验证

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下肢康复机器人的自适应人机交互控制策略

自动化学报 2018年第4期44卷 743-750页

作者：杜义浩邱石谢平郭子晖吴晓光李小俚燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004

针对康复机器人运动过程中的人机交互性问题,提出一种下肢康复机器人自适应人机交互控制策略.提取伸屈运动中下肢表面肌电信号(Surface electromyography,sEMG)和足底压力特征,分别用于表征下肢运动意图和人机交互力(Interaction force,... 详细信息

针对康复机器人运动过程中的人机交互性问题,提出一种下肢康复机器人自适应人机交互控制策略.提取伸屈运动中下肢表面肌电信号(Surface electromyography,sEMG)和足底压力特征,分别用于表征下肢运动意图和人机交互力(Interaction force,IF)信息,建立基于sEMG-IF的人机交互信息融合模型,实现下肢康复机器人运动轨迹的在线规划;考虑主动康复运动过程中的人机交互作用,建立具有时变动态特性的人机系统动力学模型,设计间接模糊自适应控制器对期望轨迹进行跟踪控制,实现下肢康复机器人自适应人机交互控制.通过对5名被试者进行下肢康复机器人运动控制实验研究,验证所提方法的可行性和有效性.

关键词：下肢康复机器人运动意图人机交互自适应控制

下肢康复机器人用于治疗中枢神经损伤的研究进展

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中国康复医学杂志 2023年第7期38卷 1012-1016页

作者：李勇强张霞邱怀德励建安南京医科大学第一附属医院康复医学中心江苏省南京市210000 南京医科大学康复医学院

脑卒中、脊髓损伤拥有高致残率、致死率[1—2],是康复医疗环境中主要的病种。其造成的步行功能障碍严重影响了患者的生活质量和社会交往,增加了患者的心理负担[3]。因此在康复治疗过程中,需要患者积极参与锻炼、增加肌肉力量、改善平衡... 详细信息

脑卒中、脊髓损伤拥有高致残率、致死率[1—2],是康复医疗环境中主要的病种。其造成的步行功能障碍严重影响了患者的生活质量和社会交往,增加了患者的心理负担[3]。因此在康复治疗过程中,需要患者积极参与锻炼、增加肌肉力量、改善平衡能力,从而提高其步行能力,增加其对生活的自信心,促进患者的身心康复[4—5]。

关键词：步行能力中枢神经损伤康复医疗肌肉力量脊髓损伤身心康复下肢康复机器人康复治疗

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下肢康复机器人的机械腿误差源判定方法

机械设计与研究 2022年第4期38卷 37-42页

作者：邹锋冯永飞杨圣业张佳中许晶波彭旭浙江药科职业大学浙江宁波315153 宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315201 唐山海佑机器人科技有限公司河北唐山063200

针对下肢康复机器人加工过程中机械腿存在位姿误差的问题,提出了一种下肢康复机器人机械腿加工安装误差源判定方法。首先,对所设计的坐卧式下肢康复机器人结构进行介绍,包括三自由度串联机械腿及胖瘦可调机架。应用D-H(Denavit-Hartenbe... 详细信息

针对下肢康复机器人加工过程中机械腿存在位姿误差的问题,提出了一种下肢康复机器人机械腿加工安装误差源判定方法。首先,对所设计的坐卧式下肢康复机器人结构进行介绍,包括三自由度串联机械腿及胖瘦可调机架。应用D-H(Denavit-Hartenberg)法,求解了机械腿各关节角度与末端位姿运动学函数关系;考虑到误差来源与刚体连杆传递方程,建立了机械腿末端位姿误差与各连杆运动变量和结构参数误差之间数学关系;运用蒙特卡罗法模拟和分析,实现了可基于机械腿静态位姿精度可靠度的误差源判定,从而为下肢康复机械腿装备生产提供指导,并为纠正患者步态的精确运动奠定理论基础。

关键词：位姿误差误差源判定下肢康复机器人康复机械腿

下肢康复机器人训练对脑卒中患者步行能力的影响

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下肢康复机器人训练对脑卒中患者步行能力的影响

作者：杨旖旎重庆医科大学

学位级别：硕士

目的:比较下肢康复机器人训练与常规康复训练对脑卒中患者步行能力的疗效。方法:纳入脑卒中后偏瘫患者共20例,分为两组,对照组患者每天接受60分钟常规康复训练,机器人组每天接受30分钟常规康复训练加30分钟下肢康复机器人训练。分别采... 详细信息

目的:比较下肢康复机器人训练与常规康复训练对脑卒中患者步行能力的疗效。方法:纳入脑卒中后偏瘫患者共20例,分为两组,对照组患者每天接受60分钟常规康复训练,机器人组每天接受30分钟常规康复训练加30分钟下肢康复机器人训练。分别采集训练前后两组患者Barthel指数、NIHSS评分及Fugl-Meyer运动功能评分并进行统计分析。结果:共16名脑卒中患者完成试验,其中机器人组8名,对照组8名。经过为期6周的康复训练后,机器人组Barthel指数、FuglMeyer运动功能评定总分及下肢部分得分较训练前提高,NIHSS评分较训练前降低,差异有统计学意义（P＞0.05）;对照组Barthel指数、Fugl-Meyer运动功能评定总分及下肢部分得分较训练前提高,NIHSS评分较训练前降低,差异有统计学意义（P＞0.05）;且两组患者训练后Barthel指数、NIHSS评分、Fugl-Meyer运动功能评定总分及下肢部分得分均无统计学差异（P＞0.05）。结论:下肢康复机器人训练能改善脑卒中患者步行能力,与常规康复训练比较无明显差异,能否完全替代常规康复治疗需要进一步研究证实。

关键词：脑卒中下肢康复机器人步态训练步行功能

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下肢康复机器人临床应用专家共识

康复学报 2023年第5期33卷 383-396页

作者：张立新白定群白玉龙陈文华陈艳杜青范茂华何红晨黄丽萍贾杰李建华李磊潘钰苏敏王宏图尹勇张弼中国医科大学附属盛京医院辽宁沈阳110004 重庆医科大学附属第一医院重庆400042 复旦大学附属华山医院上海200040 上海交通大学医学院附属第一人民医院上海200080 广州医科大学附属第二医院广东广州510260 上海交通大学医学院附属新华医院上海200092 四川大学华西医院四川成都610044 解放军总医院第一医学中心北京100853 浙江大学附属邵逸夫医院浙江杭州310016 广东中新智能康复研究院广东佛山528200 清华大学附属北京清华长庚医院北京102218 苏州大学康复研究所/苏州大学附属独墅湖医院江苏苏州215128 天津市环湖医院天津300350 云南大学附属医院云南昆明650021 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110017

随着下肢康复机器人在运动功能康复中的应用逐渐增多,需要对我国下肢康复机器人临床应用进行规范和建议。本共识结合我国下肢康复机器人在偏瘫、截瘫、脑瘫及其他下肢功能障碍患者康复治疗中应用的特点,并参考最新研究,对下肢康复机器... 详细信息

随着下肢康复机器人在运动功能康复中的应用逐渐增多,需要对我国下肢康复机器人临床应用进行规范和建议。本共识结合我国下肢康复机器人在偏瘫、截瘫、脑瘫及其他下肢功能障碍患者康复治疗中应用的特点,并参考最新研究,对下肢康复机器人的作用原理、分类介绍、临床应用(适应证和禁忌证、作用参数、操作流程、治疗安全性)以及临床应用推荐(偏瘫、截瘫、骨关节疾病、儿童疾病和其他系统疾病)等方面进行阐述,以期为更好地应用下肢康复机器人提供临床指导意见。下肢康复机器人适用于步行功能障碍、长期卧床的患者,根据患者在康复训练中的体位,大致可分为坐卧式机器人、直立式机器人和辅助起立式机器人。下肢机器人的治疗参数是由患者肢体长度、下肢活动范围、肌肉张力和体质量决定的,其中引导力、步速与减重是重要调整参数。影响下肢康复机器人使用的安全性影响因素较多,通常需要通过监测使用过程中的不良反应发生来评估安全性。研究表明下肢康复机器人训练联合常规康复治疗或其他新兴康复技术(如虚拟现实、经颅直流电刺激等)可改善脑卒中后偏瘫患者的运动功能,但其训练效果是否优于常规康复训练,需进行进一步的临床试验验证(高级证据);下肢康复机器人训练可改善截瘫患者的步行功能(中-高级证据)、心肺功能(低-中级证据)、下尿路功能(低级证据)、平衡功能(低-中级证据),中级证据表明合并下肢痉挛的截瘫患者可进行下肢康复机器人训练;下肢机器人训练能够改善骨关节疾病患者的疼痛、关节活动度、下肢肌肉力量以及步行能力,目前主要用于全膝关节置换术后(中级证据)、全髋关节置换术后(中-低级证据)和骨关节炎(中-低级证据);下肢康复机器人辅助步态训练(中级证据)和关节活动度训练(低级证据)有益于患儿下肢功能、粗大运动、步态的改善,下肢机器人辅助步态训练联合运动疗法(中级证据)有助于患儿步行速度、耐力、平衡能力等改善。

关键词：下肢康复机器人功能障碍分类临床应用专家共识