March-控制雙機器人系統，向中風患者提供上肢治療運動:使用iPAM系統的病人接受上肢治療運動

作者:
Andrew Jackson - University of Leeds
Peter Culmer - University of Leeds
Martin Levesley - University of Leeds
Sophie Makower - Leeds Primary Care NHS Trust
Bipinchandra Bhakta - Leeds Institute of Molecular Medicine, Faculty of Medicine and Health, University of Leeds
行業:
生命科學, 科研, 機電學/ 電工學
產品:
PCI-6723, LabVIEW, PCI-6259, 實時模塊
挑戰:
開發一種安全且可靠的機器人康復系統，對中風后手臂殘障的病人提供援助，以輔助治療手臂運動，協調和指引手臂。
解決方案:
使用NI公司LabVIEW軟件對兩個定制機器人實現雙持續的實時性控制系統，通過與治療師溝通所需要使用而設計的用戶界面（UI）以協調和輔助人類手臂運動。

“LabVIEW環境模塊化特性使其對于原型設計和開發我們的系統來說是理想的選擇。”

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??中風是造成英國慢性成年人殘疾的最常見的根源。身患中風還活著的人中，85%的人具有某種程度的手臂麻痹。五年之后，這些病人中有25%的人仍然在使用手臂上會表現出一定的困難，這對英國國家健康服務（NHS）造成了很大的負擔。

中風后，康復設施通過重復性有意義的協調性運動，使用物理療法以輔助病人重新學習喪失的運動功能。如果設施資源不足，將會導致病人不能花費足夠的時間來接受康復活動，這可能潛在地限制恢復的程度。機器人康復系統可以輔助傳統的治療服務，以增加康復的強度和頻率。
機器人設計
智能化氣動手臂運動(iPAM)是一個雙機器人系統，旨在向由于中風而導致上肢運動殘障的病人提供重復的運動治療。 iPAM由兩個氣動性動力機器人組成，以三個驅動轉動關節為特點，在笛卡兒（Cartesian）空間上控制機器人的執行終端。當方便運動時，該機器人依 附在上肢的方式類似于治療師支撐手臂的方式：一個機器人依附在靠近手腕前臂附近，另一個機器人依附在上臂中間。
矯形器能夠支撐手臂，其特點為三個被動轉動自由度(DOF)，以確保肢體始終舒適地與機器人保持一致。物理治療師通過機 器人末梢部分來引導肢體運動治療，并記錄運動情況。該系統記錄了應用于手臂的力度和機器人關節的運動情況。然后該運動可以被iPAM系統重放，在整個運動 期間以輔助病人所需（如圖1）。iPAM系統所提供的輔助程度可以由物理治療師調整。