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以后康复辅助器具都是智能化机器人了

浏览:14 作者: 来源: 时间:2019-08-22 分类:行业资讯
  在社会老龄化、自然灾害、各类事端等综合影响下,由脑卒中、脊髓损害、脑外伤等原因形成的残障人口迅速增长。由此带来的恢复器具需求也不断添加。然而,现有恢复医疗资源非常紧缺,国内普遍采用的恢复医治办法存在人员消耗大、恢复周期长、效果有限等问题。恢复机器人技术是处理传统恢复办法的有效途径。

  在社会老龄化、自然灾害、各类事端等综合影响下,由脑卒中、脊髓损害、脑外伤等原因形成的残障人口迅速增长。由此带来的恢复器具需求也不断添加。然而,现有恢复医疗资源非常紧缺,国内普遍采用的恢复医治办法存在人员消耗大、恢复周期长、效果有限等问题。恢复机器人技术是处理传统恢复办法的有效途径。

  在经过比如外科手术等急性期的临床处理后,瘫痪患者一般要进行长期的恢复练习以恢复部分运动才能,从头回归正常日子。传统的脑卒中疗法与运动学习理论的研究标明,经过强化运动操控和技术获取锻炼,脑卒中患者可得到部分功用恢复;经过重复性抗阻操练和各种各样的使命与反应操练,肌肉力量可得到增强。

  传统的恢复医治手段一般依托恢复理疗师手动带动患者患肢进行被迫恢复练习,练习策略比较单一;同时,在练习过程中,施加在患肢上的力度与患肢的练习轨道都难以坚持杰出的一致性;并且,这种恢复手段需求理疗师进行较强的体力劳动,因而患者一般难以得到满足强度与频次的恢复练习。

  相关于传统的人工恢复练习形式,恢复机器人带动患者进行恢复运动练习具有很多长处:

  (1)机器人更适合履行长期简单重复的运动使命,能够保证恢复练习的强度、效果与精度,且具有杰出的运动一致性;

  (2)一般恢复机器人具备可编程才能,可针对患者的损害程度和恢复程度,供给不同强度和形式的个性化练习,増强患者的自动参加认识;

  (3)恢复机器人一般集成了多种传感器,并且具有强壮的信息处理才能,能够有效监测和记录整个恢复练习过程中人体运动学与生理学等数据,对患者的恢复进度给予实时反应,并可对患者的恢复发展作出量化点评,为医生改进恢复医治方案供给依据。

  先进的恢复机器人可完成准确化、自动化和智能化的恢复练习,进一步进步恢复医疗水平。但现有恢复机器人在组织设计、人机交互、练习策略、实验与点评等多个方面还存在缺乏,难以较好地满足患者的恢复需求。早期的恢复机器人研究较多关注被迫练习形式,即,由机器人带动患肢履行定轨道的运动。

  恢复医学的临床研究标明,患者自动参加的练习关于患者神经恢复和运动功用恢复愈加有效。针对这种状况,现在研究人员主要从患者目的自动参加的自动恢复练习形式下手,处理目的辨认、和婉操控、患者参加水平增强等多方面的技术问题。

  现在,针对肌电、脑电、及运动和力学信息辨认人体运动目的已经有大量的研究工作成果能够借鉴。经过肌电来估量关节力或者运动、经过力位信息来估量关节力等已经获得了较高的辨认准确率,而基于脑机接口的目的辨认一般仅仅限制在有限的动作形式上,与人体自然运动还有距离。怎么设计可靠性高、辨认精度高、实时性能好的目的辨认体系还是有待打破的技术难点。而怎么增强患者神经、肌骨以及认知等的参加水平现在还处在探索性的起步阶段。

  中科院自动化研究所侯增广研究团队结合患者多模态数据,设计和婉的操控办法,先后研制了坐卧式下肢恢复机器人(iLeg)、上肢恢复机器人(CASIA-ARM)和全周期多位姿下肢恢复机器人(iLeg-II)等样机渠道,从机械结构、操控体系等层面仿生人类肢体功用,优化人机相容性,进步人机交互和婉性。其中,iLeg是针对早期四肢瘫/瘫痪患者研制的一款自动化恢复医疗设备;CASIA-ARM是面向家庭化恢复需求研制的一款触觉反应上肢恢复机器人;iLeg-II是针对脑卒中和脊髓损害下肢瘫痪患者的临床恢复需求研制的一款覆盖恢复早、中、后期的全周期下肢恢复机器人。

  课题组以神经肌肉的多层次协同感知和强化参加为特色,自主研制了多通道sEMG收集仪和FES影响仪,并和自主研制的上下肢恢复机器人完成了无缝集成,设计了基于闭环脑机接口、注意力调控体系、“按需辅佐”准则的个性化练习策略和多种恢复练习形式,从生理和心理多个层面强化患者参加水平,针对患者的个别特征和响应完成按需辅佐的个性化恢复。相关样机渠道在中国恢复中心和国家辅具中心进行了初步的患者临床实验,验证了样机的临床可行性和有效性。

  CASIA-ARM

  iLeg-II

  未来课题组将进一步深耕神经恢复领域,从神经可塑性基本原理出发,打破神经、肌肉、认知等多层次恢复点评及参加水平增强等技术难点,完成临床需求牵引的实用化恢复机器人技术,推动临床神经恢复技术发展。