机器人辅助上肢康复运动训练的代偿运动研究

目的:通过仿真计算和实验的方法探讨上肢不同自由度转动关节的代偿运动可能,为在康复运动训练过程中有效防止代偿运动的出现提供依据。方法:采用人体上肢的4自由度关节-连杆简化模型,应用变换矩阵计算得到上肢在直线轨迹的运动训练中各关节可能的角度运动变化范围。对正常人分别进行自由状态下和约束状态下的被动直线运动训练,对采集到的关节角度信号进行函数拟合和相关性分析。结果:人体上肢各关节的运动角度变化规律具有高度的相似性;在约束条件下,人体上肢运动会在肩关节内收外展和上臂旋转两个自由度上产生明显的代偿运动。结论:可以在中枢神经损伤患者上肢训练中引入肩关节外展矫形器等辅助器具,强制患者增加肩关节外展角度,使患者可以在这种状态下,以与正常人相似的运动规律进行康复运动训练,从而最终恢复或建立正确的运动模式。