【摘要】：在日常生活中,中風(fēng)發(fā)病常常會(huì)引起人們不同程度的運(yùn)動(dòng)性障礙,使得部分患者喪失了基本的活動(dòng)能力,患者為了較快速的恢復(fù),往往忽視了肌肉的疲勞程度而進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間或高強(qiáng)度的康復(fù)訓(xùn)練,引起了一些負(fù)面效果,更甚是危害生命安全。所以,患者需要尋求合理的、有效的治療方式來(lái)幫助自己恢復(fù)身體健康。傳統(tǒng)的康復(fù)或簡(jiǎn)單的醫(yī)療設(shè)備已不能滿足用戶對(duì)健康的需求,因此研制新的智能輔助設(shè)備對(duì)患者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并科學(xué)地制定康復(fù)計(jì)劃有著廣闊的市場(chǎng)前景。人們?nèi)粘；顒?dòng)中,有些肌肉疲勞可以主觀感知而有些則感知不到,如果長(zhǎng)時(shí)間不顧肌肉的疲勞而過(guò)量運(yùn)動(dòng)很可能會(huì)對(duì)肌體產(chǎn)生傷害,所以我們需要實(shí)時(shí)了解肌肉的疲勞狀況,避免對(duì)肌體產(chǎn)生傷害。因此,對(duì)于肌肉電的實(shí)時(shí)性檢測(cè)和反饋是很有必要的。通過(guò)對(duì)肌肉電信號(hào)采集及數(shù)據(jù)處理的方法研究可以獲知,表面肌電信號(hào)特征能較好的表征肌體的疲勞狀態(tài),憑借它的反饋可以及時(shí)了解自身肌肉所處的狀態(tài),并做出相對(duì)應(yīng)的科學(xué)性康復(fù)計(jì)劃,幫助患者有效的恢復(fù)身體健康。本文在深入研究國(guó)內(nèi)外上肢康復(fù)機(jī)器人的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前的相關(guān)康復(fù)醫(yī)學(xué)理論,總結(jié)出了基于sEMG的肌肉疲勞度的評(píng)估在上肢康復(fù)設(shè)備設(shè)計(jì)方面的可行性及設(shè)計(jì)原則,旨在開(kāi)發(fā)一款具有安全性、智能性、實(shí)用性等特點(diǎn)的上肢康復(fù)訓(xùn)練的設(shè)備,用于幫助患有上肢肢體運(yùn)動(dòng)障礙的人群,快速恢復(fù)日常的生活能力。該設(shè)備的系統(tǒng)根據(jù)sEMG信號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)肌體的疲勞程度,并給予及時(shí)的反饋和提醒,既可以避免對(duì)患者肌肉的二次傷害,又可以對(duì)患者的上肢關(guān)節(jié)活動(dòng)能力進(jìn)行簡(jiǎn)單的快速評(píng)估。該設(shè)備輕便安全,患者不需要醫(yī)師一對(duì)一的跟蹤治療,患者完全可以獨(dú)立的完成日常的康復(fù)訓(xùn)練,在保證患者及時(shí)持續(xù)治療的同時(shí),很大程度上也減少了訓(xùn)練費(fèi)用的開(kāi)支,所以該康復(fù)的用戶需求性強(qiáng),實(shí)用范圍廣,具有較好的市場(chǎng)前景。本文在現(xiàn)有sEMG信號(hào)采集的基礎(chǔ)上,通過(guò)比對(duì)患者在不同負(fù)載下主動(dòng)和被動(dòng)康復(fù)時(shí)的肌肉疲勞度,提出了基于小波包熵方法來(lái)評(píng)測(cè)肌肉疲勞度并進(jìn)行檢測(cè)反饋的方法,并基于此進(jìn)行研制使患者更安全有效的康復(fù)訓(xùn)練的產(chǎn)品。本文主要研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn):1)深入研究國(guó)內(nèi)外康復(fù)訓(xùn)練相關(guān)產(chǎn)品及系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀,及康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)評(píng)價(jià)與檢測(cè)方法。(2上肢動(dòng)作的sEMG模式識(shí)別的方法研究,包括肌肉的選擇,確定特征組合以及算法運(yùn)行環(huán)境及肌電信號(hào)采集與處理等。(3)采用小波包熵方法實(shí)現(xiàn)對(duì)上肢肌肉疲勞程度的評(píng)估研究,包括不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的信號(hào)數(shù)據(jù)的劃分,評(píng)價(jià)驗(yàn)證等(4)通過(guò)前期康復(fù)醫(yī)學(xué)及生理結(jié)構(gòu)等理論分析,再結(jié)合肌肉疲勞度狀態(tài)的可視化,推導(dǎo)患者康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作與設(shè)備控制機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系,擬定主動(dòng)康復(fù)運(yùn)動(dòng)模式,研發(fā)上肢康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備及其交互界面,實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性、科學(xué)性的正確訓(xùn)練方式。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH789
【圖文】：

用于上肢康復(fù)機(jī)器人的研制中，它綜合了現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、計(jì)算機(jī)等諸逡逑多學(xué)科領(lǐng)域，是醫(yī)用和工用機(jī)器人兩者相互結(jié)合的產(chǎn)物。國(guó)際上對(duì)上肢康復(fù)醫(yī)用逡逑產(chǎn)品的研究起步較早，早在１９９３年時(shí)，加利福尼亞大學(xué)的著名學(xué)者Ｌｕｍ．Ｐ．Ｓ研逡逑制出了基于手一目標(biāo)一手（ｈａｎｄ邋ｏｂｊｅｃｔ邋ｈａｎｄ邋ｓｙｓｔｅｍ）的雙手康復(fù)裝置，用于對(duì)逡逑患者的康復(fù)訓(xùn)練［ＳＨ９］；邋１９９５年麻省理工學(xué)院研制了憑借主抗控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多種訓(xùn)練逡逑模式的ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ機(jī)器人，用于幫助患者恢復(fù)＂°ｎｕ］，如圖１＿２；美國(guó)芝加哥康復(fù)逡逑研宄所Ｋａｈｎ與加州大學(xué)Ｒｅｉｎｋｅｎｓｍｅｙｅｒ等人在１９９９年，聯(lián)和研發(fā)／基于測(cè)量患逡逑者上肢運(yùn)動(dòng)空間的ＡＲＭ－Ｇｕｉｄｅ輔助康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備（１２］，斯坦福大學(xué)在２０００年研制逡逑出了能夠輔助患者做多向同步鏡像訓(xùn)練的ＭＩＭＨ：（ｍｒｒｏｒ－ｉｍａｇｉｎａｂ邋ｌｅ）的上肢康逡逑復(fù)機(jī)器人１１２］，如圖１．４；邋２００２年，英國(guó)雷丁大學(xué)的學(xué)者通過(guò)研究并運(yùn)用了虛擬現(xiàn)逡逑實(shí)技術(shù)與當(dāng)時(shí)的康復(fù)醫(yī)學(xué)相結(jié)合，成功研制出了為患者的康復(fù)訓(xùn)練提供驅(qū)動(dòng)力和逡逑重力性補(bǔ)償?shù)模牵牛危裕蹋牛涌祻?fù)機(jī)器人［１３］。逡逑

用于上肢康復(fù)機(jī)器人的研制中，它綜合了現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、計(jì)算機(jī)等諸逡逑多學(xué)科領(lǐng)域，是醫(yī)用和工用機(jī)器人兩者相互結(jié)合的產(chǎn)物。國(guó)際上對(duì)上肢康復(fù)醫(yī)用逡逑產(chǎn)品的研究起步較早，早在１９９３年時(shí)，加利福尼亞大學(xué)的著名學(xué)者Ｌｕｍ．Ｐ．Ｓ研逡逑制出了基于手一目標(biāo)一手（ｈａｎｄ邋ｏｂｊｅｃｔ邋ｈａｎｄ邋ｓｙｓｔｅｍ）的雙手康復(fù)裝置，用于對(duì)逡逑患者的康復(fù)訓(xùn)練［ＳＨ９］；邋１９９５年麻省理工學(xué)院研制了憑借主抗控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多種訓(xùn)練逡逑模式的ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ機(jī)器人，用于幫助患者恢復(fù)＂°ｎｕ］，如圖１＿２；美國(guó)芝加哥康復(fù)逡逑研宄所Ｋａｈｎ與加州大學(xué)Ｒｅｉｎｋｅｎｓｍｅｙｅｒ等人在１９９９年，聯(lián)和研發(fā)／基于測(cè)量患逡逑者上肢運(yùn)動(dòng)空間的ＡＲＭ－Ｇｕｉｄｅ輔助康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備（１２］，斯坦福大學(xué)在２０００年研制逡逑出了能夠輔助患者做多向同步鏡像訓(xùn)練的ＭＩＭＨ：（ｍｒｒｏｒ－ｉｍａｇｉｎａｂ邋ｌｅ）的上肢康逡逑復(fù)機(jī)器人１１２］，如圖１．４；邋２００２年，英國(guó)雷丁大學(xué)的學(xué)者通過(guò)研究并運(yùn)用了虛擬現(xiàn)逡逑實(shí)技術(shù)與當(dāng)時(shí)的康復(fù)醫(yī)學(xué)相結(jié)合，成功研制出了為患者的康復(fù)訓(xùn)練提供驅(qū)動(dòng)力和逡逑重力性補(bǔ)償?shù)模牵牛危裕蹋牛涌祻?fù)機(jī)器人［１３］。逡逑

隨著科技的發(fā)展，智能化、便攜化的上肢康復(fù)機(jī)器人成為研宄熱點(diǎn)。英國(guó)逡逑Ｌｅｅｄｓ大學(xué)的Ｒａｙｍｏｎｄ邋Ｈｏｌｔ等人設(shè)計(jì)ｆ邋一款雙臂機(jī)器人邐ｉＰＡＭ邋（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ逡逑ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｒｍｍｏｖｅｍｅｎｔ）［１Ｓ如圖１．４所示。該設(shè)備有三個(gè)關(guān)節(jié)，六個(gè)自由度，逡逑采用氣體動(dòng)力驅(qū)動(dòng)兩個(gè)機(jī)械臂牽引患肢的手臂，以完成預(yù)設(shè)定的康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作。逡逑２００５年，意大利Ｒｏｂｅｒｔｏ邋Ｃｏｌｏｍｂｏ等人研制丫腕關(guān)節(jié)和肩肘關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人，分逡逑工完成患者腕部和肩肘部康復(fù)訓(xùn)練，記錄患者訓(xùn)練參數(shù)并對(duì)活動(dòng)能力作出評(píng)估。逡逑２００６年，瑞士蘇黎世大學(xué)的Ｔｏｂｉａｓ邋Ｎｅｆ等人研制了一款名為ＡＲＭｉｎ的新型上逡逑肢康復(fù)機(jī)器人Ｍ５］，其屬于半外骨骼機(jī)器人，具有六個(gè)空間自由度，可以同時(shí)對(duì)肩逡逑部和肘部進(jìn)行訓(xùn)練。它能對(duì)患肢提供重力補(bǔ)償，完成對(duì)患肢的康復(fù)訓(xùn)練。２００７逡逑年，美國(guó)華盛頓大學(xué)研制出ＣＡＤＥＮ－７電纜驅(qū)動(dòng)的上肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人，它可以逡逑實(shí)現(xiàn)肩部伸屈

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2 句樹(shù)銘;;介紹測(cè)量人體疲勞度的兩種儀器[J];衛(wèi)生研究;1987年03期

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本文編號(hào)：2806367