摘要：Ilizarov系统是利用铰链和根据患者情况特殊设计移动装置来完成复杂畸形的矫正，需要系列化或分步骤调整框架结构，更换铰链和不同的移动装置。

摘要：针对传统骨外固定器矫形力无法准确控制、安全性差的问题,本文基于RCM构型,搭建一种膝关节骨外固定机器人,提出一种间接自适应阻抗的矫形力跟踪方法。由于存在机械摩擦以及外部不确定性,针对阻抗控制鲁棒性差的问题,采用力误差信号作为目标阻抗的驱动力,建立新的阻抗模型适应矫形环境的变化,根据矫形力误差的变化,设计自适应律对阻抗参数实时调节,在线补偿动态环境的不确定性,使系统的力跟踪误差为零。并对所提的控制算法进行了胫骨矫形力控制的对比仿真和样机实验。结果表明:阻抗控制仿真结果各性能指标的加权平均值分别为2.12、8.58和13.2,且力跟踪实验的最大误差为20 N;相比于阻抗控制,自适应阻抗控制仿真性能指标的加权平均值仅为0.36、0.18和0.61,力跟踪波动误差控制在±3 N以内,具有更好的鲁棒性和自适应能力。

摘要：目前中国面临巨大的康复压力和需求,康复训练是目前实现患者功能恢复的主要方式。主动型康复机器人能够引导和鼓励患者积极参与到康复训练过程中,达到更优的长期训练效果。从主动康复训练辅助技术、主动康复训练感知与神经交互技术、主动康复训练交互控制策略、主动康复训练技术发展等方面分析了主动型康复训练的问题,表明以人为核心的结构设计可以促进系统的舒适性、个性化建模和运动意图获取,可以提高人机交互准确性、诱发患者主动参与提高训练过程中神经交互的有效性。

摘要：坐立运动是人体最常见的运动行为之一,膝关节是人体坐立运动的主要承力关节,因此进行坐立运动过程的膝关节动力学研究具有重要意义。基于力矩平衡原理对坐立运动的膝关节动力学进行分析,结合光学动作捕捉和六维支撑力测试所得数据,计算求得膝关节力矩曲线。为了验证实验数据和动力学分析的准确性,建立人体模型,根据实验数据拟合角度和角速度多项式方程,进行坐立运动的膝关节动力学仿真。结果显示计算数据和仿真数据在范围和变化趋势方面一致。综合膝关节力矩变化规律,揭示了膝关节力矩与地面反作用力的关系。坐立运动中膝关节力矩和地面反作用力成正比关系,比值为5~6,且由坐到立过程中,加速度先增大后减小最后反向增加,力矩最大值发生在膝关节夹角约140°时,而由立到坐过程中,力矩在初始阶段最大。坐立运动的膝关节动力学研究结果有益于坐立康复辅具的优化设计及力反馈控制,并可为膝关节康复训练提供理论指导。

摘要：目的:通过脑电节律探究健康人下肢运动想象机制。方法:选择20例健康被试完成下肢运动想象任务,对采集的脑电数据选择C3、C4、Cz通道分析其事件相关电位(event related potential,ERP)和事件相关去同步化与同步化(event-related desynchronization and synchronization,ERD/ERS)。结果:(1)左右下肢运动想象在C3、Cz、C4产生几乎相同的ERP模式,左右下肢Cz通道波峰潜伏期为230ms,C3通道潜伏期为250ms,C4通道潜伏期为260ms,两侧下肢运动想象均能诱发P300;(2)左侧下肢ERP均值在C3通道高于C4通道,右侧下肢ERP均值在C4通道高于C3通道;(3)无论是C3通道还是C4通道,单侧通道左右下肢运动想象均表现为ERD,两侧下肢想象运动ERDα频段较β频段明显。结论:左右下肢运动想象在两侧半球产生几乎相同的ERP模式和ERD,但下肢运动想象ERP均值出现同侧化。下肢运动想象诱发的P300可能和运动想象的注意和意图相关。本文研究成果可为下肢运动想象的脑机接口(braincomputer interface,BCI)设计开发提供有价值信息。

摘要：针对传统骨折复位手术存在的复位精度低,对抗肌张力时十分耗费医生体能等缺点,设计了一种基于并联机构的骨折复位机器人。利用Simulink工具箱搭建了运动学分析系统,对机构进行了逆运动学分析。基于运动学分析的结果,运用拉格朗日法建立了该骨折复位机器人的动力学模型,探究了平台位姿与关节驱动力及平台受力的关系。最后在关节空间中根据骨折复位机构的逆动力学模型建立了控制器。通过设定平台运动轨迹,观察控制各驱动杆需要的力及平台受力情况,验证了控制器设计的正确性及控制规律的有效性。上述研究为实际机器人控制器设计及控制系统开发提供了理论支持。

摘要：针对坐立功能障碍患者的康复训练问题,本文基于人体运动曲线的轨迹综合,设计了一种符合人机耦合性的坐立康复训练机器人。通过光学动作捕捉实验,采集人体坐立运动轨迹,选择以大腿运动轨迹作为机器人的设计目标;在六杆机构模型的基础上,基于双目标轨迹发生综合法,以大腿上近髋点与近膝点的轨迹作为机构复现的双目标轨迹,进行机构数学模型的分析计算,得出该六杆机构可实现空间内多组位置的精确轨迹综合;建立机器人三维模型,对其关键部件进行静力学仿真分析以及虚拟样机的运动仿真,验证机器人设计的可行性;进行了机器人辅助坐立实验,采集膝、髋关节的运动曲线,膝、髋关节轨迹最大偏移误差分别为12%、5.8%,整体拟合程度较好,表明所设计的机器人具有较好的人机运动协同特征。

摘要：[目的]观察外固定器治疗脑性瘫痪僵硬性足部畸形的临床效果,探讨脑性瘫痪足部畸形外科矫正和功能重建的新技术。[方法]回顾性分析1988年10月~2013年3月165例脑性瘫痪僵硬性足部畸形患者,236足,根据足部畸形的特征,设计不同构型的外固定器。上运动神经元损伤型足部畸形主要实施选择性脊神经后根切断术、选择性胫神经缩窄手术和距下关节外融合手术或距下关节融合术,同时安装外固定器。下运动神经元损伤型足部畸形主要实施软组织松解、肌腱转位术或截骨手术,同时安装外固定器。[结果]154例216足获得至少3年以上随访,马蹄内翻足64足,马蹄足70足,马蹄外翻足82足。其中上运动神经元损伤型足部畸形62足,下运动神经元损伤型足部畸形154足。佩戴外固定器时间8~13周,平均10周。采用Laaveg-Ponseti足功能评分系统:优88足,良78足,可34足,差16足,优良率76.9%。第一次术后复发14足,复发率6.5%。钉道感染32足,清理炎性分泌物或更换钉道位置后治愈。足跟部皮肤坏死、足底部软组织坏死和跟骨慢性骨髓炎1例,彻底清创和腓肠神经营养血管皮瓣转移后治愈。踝关节骨性关节炎1例,踝关节融合后治愈。[结论]外固定器治疗脑性瘫痪僵硬性足部畸形符合生物学重建理论,可提高疗效,减少并发症。

摘要：骨外固定技术为肢体矫形的重要治疗手段。针对现有骨外固定矫形机构在肢体旋转和牵伸矫形时存在的运动耦合、旋转错位等问题,借鉴RCM机构的构型优势,在传统Ilizarov外固定器的基础上设计了一种具有定心运动特征,易于实现单自由度独立运动的2R1T定心矫形骨外固定机器人。基于旋量理论,开展了传统Ilizarov骨外固定支架矫形的数学分析,并在此基础上,建立了2R1T定心矫形骨外固定机器人的旋量系与反旋量系,进行了支链选型与构型综合。最后,分析了机器人运动学位姿及工作空间,并结合矫形要求对机器人进行了矫形运动仿真分析和样机实验,基于胫骨的运动轨迹,得出机器人转动矫形范围为-15°~15°,误差范围为±0.5°,牵伸矫形范围为0~30 mm,误差范围为±0.2 mm,实现了矫形的量化与精准调控,保障了肢体矫形的安全性。

摘要：在我国人口老龄化趋势加快发展的背景下,发展康复辅具产业十分必要。据日本发展福祉产业的启示,现阶段我国发展康复辅具产业需要处理好八个方面的重要关系:对外,涉及该产业与养老助残的关系,与养老产业的关系;对内,涉及加工制造与服务体系的关系,产品和服务的供给与需求的关系;产业属性上,涉及福利属性与市场属性的关系;支持保障上,涉及与人才队伍的关系,与科技研发体系的关系;市场拓展上,涉及国内市场与国际市场的关系。在此基础上,文章提出了当前需要着力完成五个方面的重点任务:做好积极应对人口老龄化国家战略下的养老助残制度设计,统筹推进该产业同养老产业的深度融合发展,推进长期护理保险与基本养老保险等相关制度的衔接,用高水平的科研工作支撑福祉产业向中高端迈进,以及加快夯实康复辅具产业发展基础。