辅助上肢运动功能康复机器人的控制和评价系统研究

随着现代中枢神经康复机理研究的进展,国外研究人员利用机器人技术在辅助上肢运动功能康复方面开展了大量研究。其难点集中在运动康复训练方法如何通过机器人的控制策略得以实现。而我国在康复工程领域的研究薄弱,因此课题研究更具实际意义。 本论文从脑神经康复医学、上肢生理解剖学、机器人结构和主动参与对康复训练的作用四个方面,分析机器人辅助上肢运动功能康复的可行性和方法的实现。主要成果是:⑴首先提出平面速度场控制和平面力场控制算法,并通过临床实验,实现了6种不同训练强度的主被动训练模式,并较为理想的完成了对脑卒中患者的辅助运动康复训练。⑵通过大量的运动训练数据分析后,研究康复评价系统的设计,提出评价直线和圆周运动的指标参数,并用此有效评价患者运动特征变化和控制策略的有效性。⑶通过分析,发现患者本身和个体之间在训练过程中存在着特定的规律性。 本论文的另一部分工作是利用脑机接口BCI ( Brain Computer Interface ) 技术控制假肢机械手的运动,从而为主动运动意愿的在控制中的应用提供一种可行的方法。主要成果:⑴利用脑-机接口提取的控制命令,通过可编程逻辑控制器,实现了稳态诱发脑电控制多自由度机械手完成倒水动作。⑵实现脑卒中患者通过稳态诱发脑电信号控制辅助康复机器人辅助其患肢运动的BCI控制闭环。