3、上肢外骨骼系统：康复、增强与其他应用的全面解析

上肢外骨骼系统：康复、增强与其他应用的全面解析

1. 中风康复与上肢外骨骼的兴起

中风是导致残疾的主要原因之一。在美国，每年约有 80 万新增中风患者，超半数幸存者的患侧上肢会出现不同程度的肌无力。由于脑部损伤，中风患者常失去部分上肢运动能力，如抬臂困难、痉挛和异常协同运动等。不过，基于神经可塑性，患者通常具有一定的康复潜力，物理治疗干预可加速恢复进程。

为提高上肢康复训练的重复性和规范性，人们提出采用机器人系统实现自动化康复训练。多年来，工程师和物理治疗师不断研发机器人，推动研究趋势从低维度的末端执行器式设备向高维度的全覆盖外骨骼转变。末端执行器式机器人虽在康复中有效且部分已实现商业成功，但存在显著局限性，如运动范围受限、难以控制整个手臂配置以及难以针对特定关节运动进行治疗等。因此，大量上肢外骨骼机器人应运而生，它们采用人体工程学结构，能支持手臂的部分或全部运动范围，可穿戴且能在多个位置附着，能实现更大的运动范围并针对特定关节运动进行治疗。

2. 末端执行器式康复系统

• MIT - MANUS ：商业化名为 InMotionArm，是一种直接驱动的五杆联动 SCARA 机器人，连接患者前臂，可产生水平平面平移运动。还开发了额外附件，用于主动控制前臂旋前/旋后、腕关节屈伸和外展/内收。该系统结合机器人治疗游戏，激励和协调治疗任务，这也是大多数上肢机器人康复系统采用的策略。
• NeReBot ：通过改变悬挂患者所戴矫形器/夹板的三根电缆长度来操纵患者手臂，是一种电缆驱动机器人，由三个电机驱动附着在整个前臂的单个夹板。