20、上肢康复外骨骼：功能改进的挑战与解决方案

上肢康复外骨骼：功能改进的挑战与解决方案

1. 上肢康复现状与外骨骼的兴起

上肢功能障碍是一个全球性的健康问题，在美国，每年约有 79.5 万人中风，而全球每年有 1500 万人遭受中风困扰，其中三分之二的患者能够存活下来。然而，这些幸存者中，25%会留下轻微损伤，40%会出现中度至重度损伤，需要特殊护理。此外，运动损伤、创伤、职业伤害和脊髓损伤等也会导致上肢功能障碍。

传统的上肢康复方法主要依赖于任务导向的重复性运动，需要治疗师与患者进行一对一的身体互动。但随着上肢功能障碍病例的增加，机器人辅助治疗逐渐成为一种有效的解决方案。研究表明，重复性的机器人辅助康复计划可以显著降低上肢运动损伤。与传统的手动治疗相比，机器人辅助治疗具有提供更长时间治疗、更精确的训练方法和更好的定量反馈等优点。

机器人辅助康复设备主要分为两种类型：末端执行器型和外骨骼型。末端执行器型设备适用于端点练习，但无法提供单个关节的运动，不能映射到人体解剖关节。而外骨骼型设备则具有对患者单个关节运动和施加扭矩的完全控制、更好的运动引导、相对更大的运动范围（ROM）和更好的定量反馈等优点。

2. 现有上肢外骨骼案例研究

2.1 SUEFUL - 7

• 开发者与设计目的 ：由日本佐贺大学的 Gopura 等人在 2009 年开发，旨在为身体虚弱的人在日常生活活动中提供运动辅助。
• 设计特点 ：考虑了肩关节旋转中心（CR）的移动和手腕的轴偏差。肩部垂直和水平屈伸、肘部屈伸运动由滑轮和电缆驱动，执行器放置在固定框架上；肩部内外旋转、前臂旋前/旋后、