康复机器人(rehabilitationrobots)是近年出现的一种新型机器人,它属于医疗机器人范畴。它分为康复训练机器人和辅助型康复机器人,康复训练机器人的主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复训练,如行走训练、手臂运动训练、脊椎运动训练、颈部运动训练等;辅助型康复机器人主要用来帮助肢体运动有困难的患者完成各种动作,如机器人轮椅、导盲手杖、机器人假肢、机器人护士等。
传统的康复程序依赖于治疗师的经验与徒手操作技术。随着病人数目迅速增大,节省治疗时间越来越成为 康复机器人技术是国际前沿技术,它的历史虽然很短,但发展的速度却很快,近一两年来不断有新的研究成果出现。从第一台在商业上获得巨大成功的康复机器人一Handy至今,康复机器人的研究获得了巨大的发展。为了更好地促进运动康复和实现运动控制,自动化和机器人辅助的运动康复从上世纪90年代开始出现。
在国内,哈尔滨工业大学研制了一种下肢康复训练机器人,对下肢运动障碍者在机器人辅助运动过程中的重心控制进行了研究总结康复机器人的研发现状,下肢康复机器人以被动运动模式为主,但现有运动模式单一,缺乏目标导向训练设计;上肢康复机器人已实现主动、被动、助动三种模式相结合的运动,并实现神经控制参与的目标导向运动,将对临床治疗有突破性的贡献,应大力推广;而手部康复机器人是目前国际研究的难点,暂无突破性的产品。
下肢康复训练机器人的研发现状
下肢康复训练机器人是康复训练机器人中的一种,它可以模拟正常人的行走姿态,并且可以承担一部分人体的重量,对下肢有运动障碍的病人进行有效的下肢康复训练。尽管目前国际上康复机器人研发覆盖的领域包括了手部康复机器人、上肢康复机器人、踝部康复机器人及下肢康复机器人,但恢复行走能力,是脑损伤患者和脊髓损伤后康复的主要目标。因此,恢复独立行走能力是康复治疗努力的首要目标。
由于脑的可塑性,医学上通常是通过进行重复的、特定任务的训练让患者进行足够的重复性活动。从而使重组中的大脑皮质通过深刻的体验来学习和储存正确的运动模式。基于这种方法已取得良好的临床效果,在过去20年里,减重活动平板步行训练的治疗方法已被引入成为神经康复方法。平板步行训练使复杂的步态周期得以重复。然而,不利问题是所需要很多的物理治疗师来辅助病人患侧和重心转移。此外,治疗师必须花费很多的体力从而经常抱怨疲劳或过重身体压力。因此治疗的次数以及患者重复的次数将会有限。对患者的重心的变化和步幅系统校正往往变得不可能。因此,治疗师更喜欢患者使用任务导向的方法让患者在地板上练习而不是在平板步行训练器上走路。为了克服这些缺点,安阳翔宇医疗设备有限责任公司的智能下肢反馈康复训练系统应运而生。
下肢康复训练机器人的发展趋势
机器人辅助康复训练方面已经建立了小规模应用。今后研发的步态机器人应能将干扰感觉信息输入最小化,易化正确的感觉信息输人和步态力学,并智能化地根据外界变化同步作出辅助量大小调整,还可为机器人配以合适的生物信息检测系统,实现生物反馈控制,以提高康复效果。
被动、主动、助动三种运动模式
康复机器人是直接对患者肢体进行操纵,因此机器的设计必须从患者的需要出发,同时符合临床康复训练的规律。目前的康复机器人都能够在一定程度上向患者提供一些训练方案,有助于患者健康。
患者的病情千差万别,在不同的康复分期还具有不同的运动模式,因此,安阳翔宇医疗智能下肢机器人提供的训练动作应能满足具体患者的特殊训练需要,即尽可能完成多种动作。同时,康复训练必须针对不同的患者设计不同的康复方案,并有针对性地提供训练所需要的各种参数——运动参数和力参数,在机器人运动场和力场的设计中考虑患者瘫肢的特性。再者,安阳翔宇医疗智能下肢机器人能够实时检测患者与机器人之间的相互作用力,在患者主动能力不足时提供更大的辅助,而在患者有能力完成动作时,适当减小辅助甚至施加阻力,以便充分发挥患者残存的功能。
随着人口老龄化及激烈的市场经济竞争,康复问题将要成为一个社会问题。智能下肢机器人及其系列产品将有广泛的市场前景。
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