【摘要】：心血管疾病、腦卒中以及癌癥是全世界前三大致死疾病,主要病發(fā)群體為50歲以上老年人,在我國有年輕化趨勢。據(jù)統(tǒng)計,2017年年末,我國60周歲及以上人口達2.409億占總人口數(shù)的17.3%[1],依聯(lián)合國相關標準,我國正處于人口老齡化社會。腦缺血或腦失血導致腦卒中,俗稱中風。世界上,將近80%的腦卒中患病者伴有不同程度的單側肢體運動障礙即偏癱。腦卒中偏癱康復不僅是肢體康復過程也是神經(jīng)康復過程。傳統(tǒng)的康復療法主要由康復治療師協(xié)助病人進行癱瘓側肢體的運動訓練,但在諸多因素上存在弊端。20世紀90年代初,隨著計算機技術和機器人技術的不斷發(fā)展,相關研究者視圖通過人機交互系統(tǒng)輔助治療師和腦卒中偏癱病人進行康復治療。1991年世界上第一臺康復機器人MIT-MANUS問世,也是旨在幫助腦卒中偏癱患者進行上肢康復訓練而研制的人機交互系統(tǒng)。從1991年開始至今,相關研究成為了腦卒中康復和機器人領域中的研究熱點之一。隨著腦卒中偏癱康復治療臨床研究的不斷深入,研究者對康復機器人的設計需求也發(fā)生了變化:從以治療師和機器為中心逐漸轉變到以病人和人機交互為中心,從專注機器人技術的研發(fā)問題逐漸轉變到關注病人的康復治療臨床需求問題,相關設計和實現(xiàn)從以追求科技水平為目標逐漸轉變到以實現(xiàn)商業(yè)化應用為目標。在充分闡述相關基礎理論的前提下,本文作者站在上述新變化的發(fā)展視角,從安全性、高效性、輕量化、易用性以及成本控制等因素出發(fā),對比分析國內與國外相關研究。并根據(jù)腦卒中偏癱上肢康復臨床需求,進行以滿足民生需求進而實現(xiàn)商業(yè)化應用的腦卒中偏癱上肢康復人機交互系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。作為控制系統(tǒng)開發(fā)工作者,完成了運動學控制相應任務。允許腦卒中偏癱患者執(zhí)行用健康側上肢通過計算機視覺方式動態(tài)地示教控制佩戴外骨骼式機械臂的患側上肢在三維空間內實時再現(xiàn)姿態(tài)動作的雙邊鏡像康復訓練。
【圖文】：

接受治療的持續(xù)時間，并通過對用戶的運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)了康復評價功能逡逑和康復策略的動態(tài)調整。另外，由于采用連桿機構，且只有兩個關節(jié)裝有電機，逡逑如圖１．２，系統(tǒng)結構在輕量化上具有優(yōu)點。再加上，用戶在使用時只需要將上肢的逡逑末端與康復系統(tǒng)的末端執(zhí)行器相連接，便可以坐在桌前接受康復訓練，在很大程逡逑度上方便了作為腦卒中主要發(fā)病人群的老年人在醫(yī)院或者家中接受康復治療或預逡逑防性鍛煉，具有易用性上的優(yōu)勢。逡逑圖１．２邋ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ末端執(zhí)行器逡逑ＭＩＴ－ＭＡＮＵＳ末端執(zhí)行器是一款連桿機構ＳＣＡＲＡ邋（機器人臂），它由兩臺無逡逑刷電機驅動兩個有動力關節(jié)，其余關節(jié)為無動力關節(jié)。雖然其在易用性上具有一逡逑定程度的優(yōu)點；但是，其運動交互機構的主要缺陷在于不支持具有姿勢要求的運逡逑動訓練，即無法單純通過對病人上肢末端牽引來控制上肢的姿勢。再加上受制約逡逑與二維平面運動形式，其康復人機交互系統(tǒng)的游戲內容局限在二維世界，沉浸感逡逑不比三維交互游戲［２７］。況且

ｂ邐．５，逡逑圖１．５邋ＡＲＭｉｎ的可調節(jié)機械結構逡逑ＡＲＭｉｎ的閉環(huán)控制系統(tǒng)運行在一臺從機上，連接Ｍａｘｏｎ伺服驅動器和各個傳逡逑感器，其中包括中斷控制按鈕。用戶接口安裝在另外一臺主機上，并通過以太網(wǎng)逡逑絡連接到兩臺顯示器，病人的顯示器和治療師使用的顯示器。治療師通過交互界逡逑面輸入病人數(shù)據(jù)，選擇治療模式，演示病人的實際運動動作，存儲治療日志文件。逡逑這些數(shù)據(jù)并不是直接發(fā)送給病人而是轉化成另外一種形式，，三維空間視覺場景，逡逑如圖１．６，呈現(xiàn)到病人面前。逡逑＾Ｍｉ｜｜逡逑圖１．６三維空間視覺交互場景逡逑當腦卒中偏癱病人結合三維場景交互式游戲進行康復訓練時，ＡＲＭｉｎ補償病逡逑人達到任務目標所需要的力
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R743.3;R496;TP311.52

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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相關碩士學位論文 前6條

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本文編號：2645782