康复训练机器人评价及实验研究

康复训练机器人评价及实验研究

论文摘要

伴随着机器人技术的迅猛发展,康复医疗工程专家与学者们引入了机器人作为一种新的康复工具,这改变了传统的以治疗师为中心的脑卒中康复治疗模式。基于康复训练机器人的新型康复模式,不仅能满足患者的基本训练需求,而且可以为制定出更为客观的康复评价体系提供条件,从而为更深入地了解中枢神经康复规律提供可能。因此,康复机器人技术得到了全世界的普遍关注,已成为国内外的重要研究热点之一。基于以上背景,本文对治疗中风患者的康复训练机器人作以下方面研究:①从人机工程的角度研究了康复训练机器人的评价指标体系。首先对人机工程学及人机系统做基本阐述;接着,系统地介绍了患者-康复训练机器人系统组成部分;最后,以人的舒适性、主动性、安全性、便捷性以及可靠性五个方面为二级指标,构建了基于人机工程的康复训练机器人评价指标体系;②提出了从患者的患肢功能康复角度评价康复训练机器人的“技术性”。本文依据众多学者对中风患者手臂的运动路径特点的研究,基于康复训练机器人输出的相关数据,将评价指标分为在理想直线方向上和垂直此方向上两大类,并以此细分出四个二级指标(即运动时间、相邻次运动间的差异、偏离度及平滑度),分析了四个指标的含义、计算方式及相关权重,由此构建了患者的康复评价模型,同时也得到了康复训练机器人的“技术性”评价模型。③基于MIT-MANUS,在充分考虑患者的需求因素和深入分析现有康复运动策略的基础上,重新设计了新康复运动策略和相应的人机界面;将实验对象分为三组做相应的对比实验,并依据评价模型中的四个指标,运用MATLAB对采集到的数据进行处理,画出相关的图形,计算出相应的数据,从而检验了新康复运动策略的效果。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究意义
  • 1.3 康复训练机器人的国内外研究现状
  • 1.3.1 国内康复训练机器人的研究现状
  • 1.3.2 国外康复训练机器人的研究现状
  • 1.4 论文的主要研究内容
  • 1.5 本章小结
  • 2 基于人机工程的康复训练机器人评价
  • 2.1 康复训练机器人的系统构成
  • 2.1.1 康复训练机器人的组成
  • 2.1.2 康复训练机器与患者的关系
  • 2.2 康复训练机器人的评价
  • 2.3 人机工程相关理论
  • 2.3.1 人机工程学理论
  • 2.3.2 人机系统的特点及评价
  • 2.4 基于人机工程的康复训练机器人评价指标体系
  • 2.4.1 舒适性
  • 2.4.2 主动性
  • 2.4.3 安全性
  • 2.4.4 便捷性
  • 2.4.5 可靠性
  • 2.5 本章小结
  • 3 基于患者康复效果的康复训练机器人技术性评价
  • 3.1 引言
  • 3.2 功能康复评价指标体系的构建
  • 3.2.1 运动时间
  • 3.2.2 相邻次运动间的差异
  • 3.2.3 偏离度
  • 3.2.4 平滑度
  • 3.3 基于“1-9”标度法的评价模型的构建
  • 3.4 本章小结
  • 4 基于 MIT-MANUS 的临床实验研究
  • 4.1 实验目的
  • 4.2 实验对象与过程
  • 4.2.1 实验对象
  • 4.2.2 实验设备
  • 4.2.3 康复运动策略的新设计及实验步骤
  • 4.3 实验结果
  • 4.3.1 正常人的实验结果
  • 4.3.2 采用标准康复训练策略的实验结果
  • 4.3.3 采用新型康复训练策略的实验结果
  • 4.4 实验讨论
  • 4.5 本章小结
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 相关论文文献

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