卒中后上肢康復(fù)機(jī)器人應(yīng)用研究進(jìn)展

顧 騰，李傳江，詹 青

1. 上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院，上海 201418

2. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬第七人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，上海 200137

卒中后上肢康復(fù)機(jī)器人應(yīng)用研究進(jìn)展

顧 騰1，李傳江1，詹 青2

1. 上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院，上海 201418

2. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬第七人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，上海 200137

卒中后運(yùn)動功能障礙是神經(jīng)科醫(yī)師面臨的一大難題，其中對卒中患者的上肢進(jìn)行康復(fù)治療具有重要的臨床意義，而上肢康復(fù)機(jī)器人是解決這一難題的重要手段。本文通過介紹上肢康復(fù)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)、基于肌電信號和腦電信號等生物電信號的康復(fù)機(jī)器人的人機(jī)交互技術(shù)、康復(fù)機(jī)器人的位置及接觸力控制技術(shù)以及上肢康復(fù)訓(xùn)練效果的評價(jià)方法，探討上肢康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展前景。

卒中；康復(fù)；上肢；生物電信號；機(jī)器人

To cite: GU T, Ll CJ, ZHAN Q. Advances in application of rehabilitation robots for upper limb dysfunction in patients with stroke. J Neurol and Neurorehabil, 2017, 13(1):44-50.

中國的卒中發(fā)病率高于全球平均水平。在卒中幸存者中，70%～80%會伴有不同程度的殘疾，尤以偏癱[1]最為常見。及早對卒中患者的偏癱部位進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，顯得尤為重要。傳統(tǒng)的康復(fù)治療需要患者定期前往醫(yī)院或者康復(fù)中心，在治療師的指導(dǎo)下進(jìn)行訓(xùn)練；但由于醫(yī)療人員的人力成本較高，并且缺少可以進(jìn)行康復(fù)療效評價(jià)的客觀數(shù)據(jù)，因此難以持續(xù)有效地改進(jìn)患者的康復(fù)訓(xùn)練。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國外于20世紀(jì)70年代就開始了對肢體康復(fù)機(jī)器人的研究，機(jī)器人輔助康復(fù)已成為一個嶄新的領(lǐng)域[2]。國內(nèi)外的科研人員均對機(jī)器人應(yīng)用于上肢康復(fù)開展了大量的研究[3]。上肢康復(fù)機(jī)器人的誕生，將臨床康復(fù)醫(yī)學(xué)與機(jī)器人輔助康復(fù)相結(jié)合，為上肢康復(fù)開辟了新的技術(shù)途徑，提高了治療效果，也減輕了臨床醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)和衛(wèi)生保健成本。面對科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及激烈的國際競爭，于1986年開始實(shí)施的中國863計(jì)劃納入了神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展項(xiàng)目，標(biāo)志著中國康復(fù)機(jī)器人的研發(fā)走上了新的征程。

本文通過介紹上肢康復(fù)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)，基于肌電信號和腦電信號等生物電信號的康復(fù)機(jī)器人的人機(jī)交互技術(shù)、康復(fù)機(jī)器人的位置及接觸力控制技術(shù)以及上肢康復(fù)訓(xùn)練效果的評價(jià)方法，探討上肢康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展前景。

1 上肢康復(fù)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)上肢康復(fù)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)時，需要考慮到設(shè)備的安全性、簡潔性和易于控制性等性能。設(shè)計(jì)的合理性對卒中患者的康復(fù)訓(xùn)練具有重要意義。目前，上肢康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類型主要包括5種：端點(diǎn)式、桌面式、外骨骼式、繩索式和混合式。

1.1 端點(diǎn)式上肢康復(fù)機(jī)器人

早期的國外研究主要聚焦于端點(diǎn)式上肢康復(fù)設(shè)備。端點(diǎn)式結(jié)構(gòu)是指上肢康復(fù)設(shè)備上的某一點(diǎn)可與患者上肢的某一部位相接觸，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，使用方便。美國麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的MITMANUS上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人[4]（圖1）以及英國Reading大學(xué)設(shè)計(jì)的GENTLE/S上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人[5]均采用端點(diǎn)式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

1.2 桌面式上肢康復(fù)機(jī)器人

桌面式上肢康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、便于安放且操作簡單而安全，能夠進(jìn)行二維平面的運(yùn)動，因此患者只需一張桌子就可以進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。中國科學(xué)院設(shè)計(jì)的Reha-Maus桌面式上肢康復(fù)機(jī)器人[6]是一款新型的桌面式康復(fù)機(jī)器人（圖2）。季林紅等[7]研發(fā)的用于平面訓(xùn)練的多階段康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人也屬于桌面式上肢康復(fù)機(jī)器人。

1.3 外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人

外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人是一種可穿戴的康復(fù)裝置，其機(jī)械結(jié)構(gòu)較端點(diǎn)式和桌面式復(fù)雜，但是可以達(dá)到較高的自由度。瑞士蘇黎世大學(xué)研發(fā)的外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人ARMin具有6個自由度[8]，華盛頓大學(xué)研發(fā)的CADEN-7上肢康復(fù)機(jī)器人具有7個自由度[9]（圖3），宋俊朋設(shè)計(jì)的上肢康復(fù)機(jī)器人也具有7個自由度[10]。

1.4 繩索式上肢康復(fù)機(jī)器人

繩索式上肢康復(fù)機(jī)器人采用的是繩索驅(qū)動，包括線管鋼絲繩和滑輪鋼絲繩這2種傳動形式，具有平穩(wěn)可靠、運(yùn)動靈活的特點(diǎn)，是一種新型的康復(fù)裝置。早年的繩索牽引基本上被應(yīng)用于下肢康復(fù)[11-13]，近些年則被逐漸應(yīng)用于上肢康復(fù)機(jī)器人。莊德勝[14]發(fā)明了一款繩索驅(qū)動的康復(fù)裝置，具有8個自由度，有著較高的精度。2015年，東南大學(xué)也申請了繩索式上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人的發(fā)明專利[15]，其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖4。

1.5 混合式上肢康復(fù)機(jī)器人

混合式上肢康復(fù)機(jī)器人將上述方法巧妙地結(jié)合在一起，具有自由度更多、訓(xùn)練效果更加明顯的特點(diǎn)。邵珠峰等[16]發(fā)明了一款繩索驅(qū)動的外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人。北京航空航天大學(xué)研發(fā)了一款鋼絲傳動的外骨骼手指康復(fù)機(jī)器人（圖5），該裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單，可以在桌面上使用[17]。

圖1 美國麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的MlT-MANUS上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人[4]

圖2 中國科學(xué)院設(shè)計(jì)的Reha-Maus桌面式上肢康復(fù)機(jī)器人[6]

圖3 華盛頓大學(xué)研發(fā)的CADEN-7上肢康復(fù)機(jī)器人具有7個自由度[9]

圖4 繩索式上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人[15]

圖5 外骨骼手指康復(fù)機(jī)器人[17]

2 上肢康復(fù)機(jī)器人的人機(jī)交互技術(shù)

人機(jī)交互技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間的對話，能夠?qū)⑷梭w的信息反饋給計(jì)算機(jī)，從而使患者能夠更好地適應(yīng)康復(fù)訓(xùn)練。早期的康復(fù)機(jī)器人僅執(zhí)行單一的動作輔助訓(xùn)練，因此患者對其適應(yīng)性較差。目前，人機(jī)交互技術(shù)已被應(yīng)用于康復(fù)機(jī)器人的研制。

2.1 基于表面肌電信號的人機(jī)交互技術(shù)

表面肌電信號能夠在一定程度上反映神經(jīng)肌肉的運(yùn)動信息，從中識別出人的動作模式。Putnam等[18]基于表面肌電信號構(gòu)建了識別用戶手勢的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將該系統(tǒng)應(yīng)用于上肢康復(fù)訓(xùn)練，可以通過健側(cè)帶動患側(cè)，對患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。日本佐賀大學(xué)基于表面肌電信號，開發(fā)了具有3個自由度的前臂和腕部康復(fù)機(jī)器人[19-20]。Nurhanima等[21]提出了一種基于群智能算法的表面肌電關(guān)節(jié)力矩估計(jì)模型，患者可以根據(jù)自身的自然運(yùn)動強(qiáng)度來控制機(jī)器人的運(yùn)動。

2.2 基于腦電信號的人機(jī)交互技術(shù)

腦電波是人的大腦在進(jìn)行思維活動、產(chǎn)生動作意識或是受到外界刺激時大腦神經(jīng)元的電位變化。利用腦電波的特點(diǎn)，可以預(yù)測人的動作意圖，將其轉(zhuǎn)換為控制指令，就可以控制外部設(shè)備，這種技術(shù)被稱為腦機(jī)接口技術(shù)。腦機(jī)接口技術(shù)已被應(yīng)用于康復(fù)機(jī)器人的研發(fā)。徐寶國等[22]基于大腦的運(yùn)動想象能力，研發(fā)出一種上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，通過讓患者觀看三維動畫中的肢體運(yùn)動畫面，產(chǎn)生運(yùn)動想象，繼而控制機(jī)器人進(jìn)行動作訓(xùn)練。對腦機(jī)接口技術(shù)的臨床應(yīng)用效果進(jìn)行長期觀察后證實(shí)，基于腦機(jī)接口技術(shù)的康復(fù)機(jī)器人對神經(jīng)康復(fù)有效。

2.3 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交互技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是通過計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個具有三維空間的虛擬世界，提供給用戶視覺、聽覺和觸覺等的模擬。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于康復(fù)機(jī)器人中，可以讓患者通過一些小游戲完成簡單的動作，如畫圓、劃十字、做抓取動作等；患者在輕松愉快的康復(fù)環(huán)境下，其治療的積極性和主動性均得以提高，取得了良好的治療效果。上海理工大學(xué)利用無線三軸傳感器和Unity3D引擎，研發(fā)了一種康復(fù)訓(xùn)練游戲；讓患者穿戴傳感器，并且使用減重設(shè)備玩康復(fù)訓(xùn)練游戲，可以有效地輔助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練[23]。大連海事大學(xué)也研發(fā)了一套基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)[24]。

3 上肢康復(fù)機(jī)器人的控制技術(shù)

上肢康復(fù)訓(xùn)練包括3種訓(xùn)練方式[25-27]：被動運(yùn)動、主動輔助運(yùn)動和主動帶阻尼運(yùn)動。在控制上肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行這些運(yùn)動時，需要考慮到患者的安全性和舒適性，以避免造成二次傷害。目前，常用的上肢康復(fù)機(jī)器人控制技術(shù)包括力控制、位置控制以及力/位置混合控制等。

3.1 力控制策略

力控制技術(shù)主要應(yīng)用于主動輔助運(yùn)動和主動帶阻尼運(yùn)動。力控制方式最常用的是直接力控制、阻抗控制以及力/位置混合控制等。李慶玲[28]提出阻尼式和彈簧式這2種控制策略，在患者訓(xùn)練時能提供適當(dāng)?shù)牡淖枇?。王燕妮等[29]提出一種連續(xù)漸變的力規(guī)劃器，用于在訓(xùn)練過程中給患者施加最合適的接觸力。

3.2 位置控制策略

位置控制最常用的方法是比例-積分-微分控制，其精度較高，一般用于被動訓(xùn)練模式，因?yàn)樵谶@種模式下，患者的主動性一般較差。根據(jù)訓(xùn)練要求，規(guī)劃好康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，通過位置信息控制機(jī)器人的軌跡誤差，使運(yùn)動軌跡的跟蹤誤差降至最低?？岛撇┑萚30]根據(jù)位置測量信息的反饋，設(shè)計(jì)出一種自適應(yīng)控制器。

氣動肌肉是一種新型的用于位置控制的驅(qū)動元件，類似于生物肌肉，其質(zhì)量輕且具有良好的柔韌性，得到了醫(yī)療領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。美國亞利桑那大學(xué)研制的RUPERT上肢康復(fù)機(jī)器人[31]就是由人工氣動肌肉驅(qū)動，具有5個自由度。華中科技大學(xué)郭萌等[32]將氣動肌肉驅(qū)動與眼動跟蹤儀相結(jié)合，應(yīng)用模糊控制技術(shù)，研發(fā)出一套可穿戴式上肢康復(fù)裝置，該裝置響應(yīng)速度快、跟蹤誤差小，具有良好的實(shí)用性。

3.3 力/位置混合控制策略

力控制和位置控制相結(jié)合的康復(fù)機(jī)器人將位置傳感器與扭矩傳感器相結(jié)合，實(shí)時跟蹤機(jī)械臂的軌跡誤差以及與患者之間的相互作用力，具有很好的魯棒性，其平穩(wěn)性和安全性也較高。東南大學(xué)馬妍等[33]應(yīng)用力/位置混合控制，研發(fā)出一個基于STM32微控制器的上肢康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對康復(fù)機(jī)器人控制的安全性和平穩(wěn)性。力/位置混合控制技術(shù)在上肢康復(fù)機(jī)器人中的應(yīng)用日益廣泛。

4 上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練效果的評價(jià)方法

與傳統(tǒng)的治療師輔助訓(xùn)練相比，康復(fù)機(jī)器人輔助訓(xùn)練具備一個客觀的評價(jià)機(jī)制，能夠客觀地反映訓(xùn)練效果，有助于調(diào)整訓(xùn)練，效果也更明顯。目前，臨床上常用的定量評價(jià)方法包括Brunnstrom運(yùn)動功能恢復(fù)6級分期評定表、簡易上肢功能評價(jià)表、簡明Fugl-Meyer上肢運(yùn)動功能評分法、改良Barthel指數(shù)量表和改良Ashworth痙攣評定量表等。Hennes等[34]通過比較每一位患者在學(xué)習(xí)和運(yùn)動階段的數(shù)據(jù)，采用模糊邏輯進(jìn)行評估。

東北大學(xué)張維秋設(shè)計(jì)了一個上肢康復(fù)評價(jià)子系統(tǒng)[35]，將模糊集合論、模糊綜合評價(jià)法與層次分析法進(jìn)行有效結(jié)合，基于模糊層次綜合評價(jià)方法，構(gòu)建了一個康復(fù)評價(jià)模型，并采用表面肌電信號對模型進(jìn)行驗(yàn)證。

當(dāng)今的康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)正朝著訓(xùn)練與評價(jià)并舉的方向發(fā)展。相較于傳統(tǒng)的評價(jià)方法，訓(xùn)練與評價(jià)相結(jié)合的方法可以完整地記錄訓(xùn)練過程中的各種數(shù)據(jù)，其客觀性更強(qiáng)，評價(jià)指標(biāo)多樣，訓(xùn)練效果好，為治療師提供了許多便利。

5 展 望

隨著社會老齡化和卒中年輕化的發(fā)展，對卒中患者上肢康復(fù)機(jī)器人的需求日益增長。目前，適合于家庭使用的是結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、成本較低的桌面型康復(fù)機(jī)器人。通過結(jié)合先進(jìn)的肌電和虛擬人機(jī)交互技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以在家中愉快地完成康復(fù)訓(xùn)練；同時，治療師可以通過遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控對訓(xùn)練情況進(jìn)行指導(dǎo)，提高訓(xùn)練的效率。從技術(shù)發(fā)展方向來看，外骨骼式康復(fù)機(jī)器人是重要的發(fā)展方向，其自由度高，患者對其適應(yīng)性也較強(qiáng)；但需要解決的是成本、可靠性以及便攜性等問題。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，外骨骼式康復(fù)機(jī)器人也將逐漸走入家庭。

人工智能時代的到來，機(jī)器人成為中國軟實(shí)力的重要體現(xiàn)。目前，國內(nèi)康復(fù)機(jī)器人的整體框架已經(jīng)形成，已研發(fā)了可供使用的康復(fù)機(jī)器人。在研發(fā)康復(fù)機(jī)器人的過程中，需要生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械學(xué)等多學(xué)科的參與。相信在人工智能的大時代里，用于卒中患者康復(fù)訓(xùn)練的上肢康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展一定會取得更大的突破，為人類健康造福。

[1] 陳景藻. 康復(fù)醫(yī)學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2001:26.

[2] Winklevoss HE. lnflation based variable life insurance models[J]. J Risk lnsur, 1974, 41(4):601-619.

[3] Hawing WS. A review of design issues in rehabilitation robotics with reference to North American Research[J]. lEEE Trans Rehabil Eng, 1995, 3(1):3-13.

[4] Krebs Hl, Hogan N, Aisen ML, et al. Robotaided neurorehabilitation[J]. lEEE Trans Rehabil Eng, 1998, 6(1):75-87.

[5] Loureiro R, Amirabdollahian F, Topping M, et al. Upper limb robot mediated stroke therapy—GENTLE/s approach[J]. Auton Robot, 2003, 15(1):35-51.

[6] 羅東峰. 桌面式上肢康復(fù)機(jī)器人控制研究[D]. 北京：中國科學(xué)院研究生院, 2012.

[7] 季林紅, 劉恩辰, 潘 杰. 一種平面訓(xùn)練上肢偏癱多階段康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人：CN102715999A[P]. 2012-10-10.

[8] Maciejasz P, Eschweiler J, Gerlach-Hahn K, et al. A survey on robotic devices for upper limb rehabilitation[J]. J Neuroeng Rehabil, 2014, 11:3.

[9] Perry JC, Rosen J, Burns S. Upper-limb powered exoskeleton design[J]. lEEE/ASME Trans Mechatronics, 2007, 12(4):408-417.

[10] 宋俊朋. 7-DOF外骨骼串聯(lián)式上肢康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D]. 鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué), 2015.

[11] Yamamoto M, Yanai N, Mohri A. Trajectory control of incompletely restrained parallelwire-suspended mechanism based on inverse dynamics[J]. lEEE Trans Robot, 2004, 20(5):840-850.

[12] Kamishima H, Arai T, Yuasa K, et al. Hybrid drive parallel arm and its motion control[C]// Proceedings. 2000 lEEE/RSJ lnternational Conference on lntelligent Robots and Systems (lROS 2000). New York: lEEE, 2000:516-521.

[13] Verhoeven R. Analysis of the Workspace of Tendon-based Stewart Platforms[EB/ OL]. (2014-06-29) [2016-09-01]. http:// duepublico.uni-duisburg-essen.de/ servlets/DerivateServlet/Derivate-5601/ verhoevendiss.pdf.

[14] 莊德勝. 一種繩驅(qū)動多關(guān)節(jié)機(jī)器人：CN102941573A[P]. 2013-02-27.

[15] 王興松, 吳青聰. 一種基于套索驅(qū)動的上肢康復(fù)外骨骼機(jī)器人：CN104873360A[P]. 2015-09-02.

[16] 邵珠峰, 唐曉強(qiáng), 王立平, 等. 一種繩索驅(qū)動的外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)：CN103845184A[P]. 2014-06-11.

[17] Wang S, Li J, Zhang Y, et al. Active and passive control of an exoskeleton with cable transmission for hand rehabilitation[C]//2009 2nd lnternational Conference on Biomedical Engineering and lnformatics. New York: lEEE, 2009:1-5.

[18] Putnam W, Knapp RB. Real-time computer control using pattern recognition of the electromyogram[C]//Proceedings of the 15th Annual lnternational Conference of the lEEE Engineering in Medicine and Biology Societ. New York: lEEE, 1993:1236-1237.

[19] Kiguchi K, Fukuda T. A 3DOF exoskeleton for upper-limb motionassist-consideration of the effect of bi-articular muscles[C]//Proceeding of the 2004 lEEE lnternational Conference on Robotics and Automation. New York: lEEE, 2004:2424-2429.

[20] Kiguchi K, Rahman MH, Yamaguchi T. Adaptation strategy for the 3DOF exoskeleton for upper-limb motion assist[C]//Proceedings of the 2005 lEEE lnternational Conference on Robotics and Automation. New York: lEEE, 2005:2296-2301.

[21] Nurhanima K, Elamvazuthia l, Vasant P, et al. Joint torque estimation model of surface electromyography(sEMG) based on swarm intelligence algorithm for robotic assistive device[J]. Proc Comp Sci, 2014, 42:175-182.

[22] 徐寶國, 彭 思, 宋愛國, 等. 基于運(yùn)動想象腦電的上肢康復(fù)機(jī)器人[J]. 機(jī)器人, 2011, 33(3):307-313.

[23] 雷 毅, 喻洪流, 王露露, 等. 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的交互式上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)研究[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進(jìn)展, 2015, 36(1)21-24.

[24] 秦江偉, 賈晉杰, 李成求, 等. 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三自由度上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2013, 26(6):17-19.

[25] Zhang JF, Dong YM, Yang CJ, et al. 5-Link model based gait trajectory adaption control strategies of the gait rehabilitation exoskeleton for post-stroke patients[J]. Mechatronics, 2010, 20(3):368-376.

[26] Anam K, Al-Jumaily AA. Active exoskeleton control systems: state of the art[J]. Proc Eng, 2012, 41:988-994.

[27] 吳 軍. 上肢康復(fù)機(jī)器人及相關(guān)控制問題研究[D]. 武漢：華中科技大學(xué), 2012.

[28] 李慶玲. 基于sEMG信號的外骨骼式機(jī)器人上肢康復(fù)系統(tǒng)研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2009.

[29] 王燕妮, 朱寶彤, 戴亞平. 基于模糊阻抗控制的上肢康復(fù)機(jī)器人中接觸力規(guī)劃器的設(shè)計(jì)[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 35(8):805-809.

[30] 康浩博, 王建輝. 基于安全性考慮的五自由度外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人自適應(yīng)控制[J].中國科技論文, 2014, 9(7):844-851.

[31] Zhang H, Austin H, Buchanan S, et al. Feasibility studies of robot-assisted stroke rehabilitation at clinic and home settings using RUPERT[C]//2011 lEEE lnternational Conference on Rehabilitation Robotics. New York: lEEE, 2011:1-6.

[32] 郭 萌, 涂細(xì)凱, 何際平, 等. 基于模糊Pl控制的穿戴式上肢康復(fù)機(jī)器人[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2015, 43(s1):355-358.

[33] 馬 妍, 宋愛國. 基于STM32的力反饋型康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 測控技術(shù), 2014, 33(1):74-78.

[34] Hennes M, Bollue K, Arenbeck H, et al. A proposal for patient-tailored supervision of movement performance during end-effectorbased robot-assisted rehabilitation of the upper extremities[J]. Biomed Tech (Berl), 2015, 60(3):193-197.

[35] 張維秋. 五自由度上肢康復(fù)機(jī)器人康復(fù)評價(jià)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈陽：東北大學(xué), 2012.

Advances in application of rehabilitation robots for upper limb dysfunction in patients with stroke

GU Teng1, LI Chuanjiang1, ZHAN Qing2
1. The College of lnformation, Mechanical and Electrical Engineering, Shanghai Normal University, Shanghai 201418, China
2. Department of Neurology, Seventh People’s Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 200137, China

Motor dysfunction after stroke is a major problem for neurologists, and it is of important clinical significance that the stroke patients with upper limb dysfunction should need rehabilitation treatment, while the upper limb rehabilitation robots are important tools to solve this problem. This paper introduces the structures of ontology of upper limb rehabilitation robots, human-computer interaction technology of rehabilitation robots based on biological signals including myoelectric signal and electroencephalogram, the control system of rehabilitation robot technology based on the position and force, and the evaluation methods for the efficacy of upper limb rehabilitation training, in order to explore the developing prospects of upper limb rehabilitation robots.

Stroke; Rehabilitation; Upper extremity; Bioelectric signal; Robotics

1. Ll Chuanjiang 2. ZHAN Qing

10.12022/jnnr.2016-0060

1. 李傳江2. 詹 青

E-MAIL 1. licj@shnu.edu.cn 2. zhanqing@#edu.cn

E-MAIL ADDRESS 1. licj@shnu.edu.cn 2. zhanqing@#edu.cn

上海市科委青年基金項(xiàng)目（編號：20164Y0073）；上海市部分地方高校能力建設(shè)項(xiàng)目（編號：16070502900）；上海師范大學(xué)康復(fù)機(jī)器人與智能信息處理技術(shù)校級創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（編號：A-7001-15-001005）；上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬第七人民醫(yī)院“七院新星”項(xiàng)目（編號：XX2016-03、XX2016-09）

FUNDlNG/SUPPORT: Youth Fund Project of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (No. 20164Y0073); Shanghai Local Colleges and Universities Capacity Building Project (No. 16070502900); University lnnovation Team Building Project of Rehabilitation Robot and lntelligent lnformation Processing Technology of Shanghai Normal University (No. A-7001-15-001005); The New Star Project of Seventh People’s Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine (No. XX2016-03, XX2016-09)

CONFLlCT OF lNTEREST: The authors have no conflicts of interest to disclose. Received Sept. 30, 2016; accepted for publication Dec. 12, 2016 Copyright ? 2017 by Journal of Neurology and Neurorehabilitation

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顧 騰，李傳江，詹 青. 卒中后上肢康復(fù)機(jī)器人應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 神經(jīng)病學(xué)與神經(jīng)康復(fù)學(xué)雜志, 2017, 13(1):44-50.