使用双骨外骨骼机器人手开发面向任务的新康复计划

这种机器人辅助、面向任务的培训方案是为神经缺陷引起的手部功能障碍患者开发的。我们的协议是第一个将面向任务的培训计划与用于手功能修复的机器人手集成的，也是第一个研究协议的可行性和可接受性的协议。我们设计了可以使用训练协议操作的专用对象。

然后，我们的机器人手系统可以应用于双人运动训练。演示手术的将是陈一梅和苏申赖，我科的职业治疗师。在开始分析之前，将传感器放在主体未受影响的手上，并使用钩环胶带固定手腕。

使用干净的垫包住受影响的手，并牢固地固定钩环胶带。松开外骨骼手的拇指机构，以调整拇指打开角度，将受影响的手放在外骨骼手中。通过紧固环将挂钩和环固定到手掌上。

之后，一个个紧紧手指，从食指开始，用拇指完成。通过紧固环将平行于手腕的钩环胶带固定，并调整拇指到舒适的角度。然后，拧紧拇指机构。

要设置控制箱，请插入外骨骼手的电缆，然后插入传感器手套的电缆。将两组电缆插入控制箱的插座中，并将电源线插入控制箱中。然后，将电源线连接到具有正确电压的插座。

当系统和主体准备就绪时，切换到控制框，将模式设置为五指，以允许外骨骼手被动地移动主体的手指。请对象执行由外骨骼手引导的抓放任务 2.5 分钟。将模式切换到单指。

然后，让外骨骼手单独和被动地移动主体的手指，而主体伸展和缩回单个手指 2.5 分钟。对于机器人辅助的双人运动会话，将模式切换到"镜像"，以允许佩戴传感器手套的未受影响的手移动以控制外骨骼手部运动。要对主体使用机器人手系统操纵物体的能力进行试验，请将外骨骼手与主体未受影响的手配合使用，将传感器手套安装到未受影响的手上，并在主体的肘部和外骨骼手下放置吊索以支撑受影响的手臂。

接下来，进行刚刚演示的热身会议。热身后，使用机器人手系统五分钟演示如何操纵设计对象，包括使用棕榈前孔拾起钉，横向预紧拾长方形立方体，三点夹头拾起立方体，球形抓球拿起球，以及圆柱形抓取圆柱形杆。演示后，将两个基地双边放置到主体的手中，并放置对象放在一个基座的顶部，以协助其操作。

让主体使用机器人手系统连续三天每天抓举每个物体20次，从基座区域开始，将每个物体提升、移动并释放到中线，同时监控和记录每次尝试的成功率。在这项具有代表性的分析中，对三个健康受试者和三个中风后受试者进行了评估。健康组的平均年龄为28岁，而患者组的平均年龄为49岁。

迷你精神状态检查，Fugl-Meyer评估，修改阿什沃思量表手指，和布伦斯特伦阶段得分也获得每个患者。健康组中的受试者完美地操纵了机器人手系统的所有对象，每个任务的平均成功率为 100%。然而，所有患者在没有机器人手系统的情况下都表现出操作物体的困难，证明所有物体的成功率为0%。

相比之下，当使用机器人手系统时，所有患者的成功率都显著提高，接近健康受试者观察到的成功率，支持在中风患者中使用机器人手系统的可行性。提醒受试者在双人运动训练中集中注意双手的运动控制，确保物体上的抓握模式正确。按照这个程序，需要随机对照试验来确定训练协议的治疗效果。

利用这项技术，研究人员可以通过细腻的手指运动来编程康复方案，以治疗严重的手部功能障碍，并可以探索对大脑神经可塑性和功能结果的影响。