《康复诊疗机器人》ppt课件

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1、康复诊疗机器人背景随着机器人技术和康复医学的发展，在欧洲、美国和日本等国家，医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势，仅日本机器人市场，2010年上升到大约1，050，000美元，其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。因此，服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景。康复机器人是康复设备的一种类型，其中以欧美和日本的成果最为显著。在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视，而康复机器人研究仍处于起步阶段，一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求，有待进一步的研究和发

2、展。康复机器人的种类1辅助型康复机器人主要是帮助肢体运动有困难的患者完成各种动作，该类产品有机器人轮椅、机器人护士、机器人假肢、机械外骨骼等。2康复训练机器人主要功能是帮助患者完成各种运动功能的恢复训练，该类产品有行走训练、手臂运动训练、脊椎运动训练等。目前，康复机器人的研究主要集中在康复机械手和康复治疗机器人等几个方面康复机械手的研究现状3类：（1）基于桌面的机械手（2）基于轮椅的机械手。（3）基于移动机器人的机械手。（1）基于桌面的机械手机械手安装在一个彻底结构化的控制平台上，在固定的空间内操作，具有

3、足够自由度的串联机器人再配上适合残疾人使用的人机界面是这种机器人典型的设计模式。目前此类机器人已经达到了实用化，如法国CEA公司开发的MASTER系统、美国的TolfaCorportion开发的DEVAR系统，以及英国的OxfordIntelligentMachinesLtd.开发的RAID系统等。（2）基于轮椅的机械手。这种机器人是安装在轮椅上的，是因为轮椅的移动扩大了机械手的工作范围，同时由于安装基座的改变致使机械手的刚性下降和抓取精度的降低，这种机械手也只是用于用于轮椅的患者，这是一点不足。这种机械

4、手已经成为面向应用的流行设计，KARES5系统，就是一种基于轮椅的机械手系统，在电动轮椅上安装了一个六自由度的机械手，能够帮助行动不便的老人和残疾人独立的行动。（3）基于移动机器人的机械手。这类机械手是目前最先进的康复机械手，这种机械手安装在移动的机器人或者半自主的小车上从而适用于更多的患者使用，同时扩大了机械手的活动空间并提高了抓取的精度。S.Tachi等人在MIT日本实验室研制了一种移动式康复机器人MELDOG6，作为“导盲狗”以帮助盲人完成操作和搬运物体的任务。法国Evry大学研制了一种移动式康复机

5、器人ARPH7，使用者可以从工作站实施远程控制，使移动机器人实现定位和抓取工作。这种机械手系统都是需要由视觉、灵巧操作、运动、传感、导航及系统控制等电子系统组成，要求比较高，价格也是相对的比较昂贵。康复治疗机器人研究现状康复治疗机器人是康复医学和机器人技术的完美结合，不再把机器人当作辅助患者的工具，而是把机器人和计算机当作提高临床康复效率的新型治疗工具。康复治疗机器人在医疗实践上主要是用于恢复患者肢体运动系统的功能。当人的肢体受外伤烧伤或做手术后，由于受伤组织的皮肤、韧带和肌肉失去弹性而导致肢体运动的速度

6、和范围受到限制。生物力学或生物物理化学类型的应用就是使用机器人系统来打破受伤肢体的运动范围。从现有文献及临床需要来看，今后上肢康复机器人系统的研究可能集中在以下几个方面：1.康复医疗机器人系统设计2.控制策略与运动模式的设计3.力反馈4.安全机制5.康复效果的评价机制相关研究课题举例本上肢康复训练机器人用于中风偏瘫患者的康复训练。采用穿戴式外骨骼设计，由气动驱动。该机器人既能直接准确地模拟手臂的各种运动，又能利用患者的一侧健康手臂自主运动信息直接驱动患者另一侧患肢作随动康复运动。步行康复训练机器人近年来减

7、重步行训在临床上的应用越开越广泛．它主要是用减重吊带使患者步行时下肢负重减少，借助于运动平板进行步行能力训练。在训练时一般需要两名治疗师．一名帮助患者腿摆动、支撑期患足跟着地．防止支撑期膝过伸。另一名帮助患者进行身体重心转移、髋伸展、骨盆旋转，并保持患者躯干的直立。自20世纪90年代初以来．国内外多家研究机构利用机器人技术相继开展了代替理疗师辅助患者自动完成减重步行康复训练的设备利用这种康复训练机器人进行步行康复训练．不仅减轻了治疗师的工作强度，而且步行训练参数重复性好，时相指标可以准确设定，能够有效加快

8、康复进程，提高疗效。新型柔性三维力／温度触觉传感器阵列设随着智能机器人广泛的应用于人体健康、体育训练、康复医疗、生物等诸多领域，传感器的多功能化成为传感器发展的趋势。Alirezaei等人利用压力敏感导电橡胶研制了应用于机器人关节部位能实现柔性变形的触觉分布式传感。Hidekuni等人利用硅IC的柔性变形技术设计了具有压力、硬度和温度分布敏感的集成式触觉传感器阵列。陆伟等人设计并制作了一种新型的柔性三维力／温度触觉传感器阵列。