一种康复治疗技术临床教学仿真机器人原型机的研制和初步评估

目的:尝试设计制造一种模拟卒中患者典型痉挛的教学仿真机器人原型机,并对其仿真效果进行初步评估.方法:根据简化公式:F=Bθ(t)+Kθ(t)+A设计并制造了教学仿真机器人的原型机.公式中,肌肉张力(F):代表机器人原型机在研究者被动运动原型机移动臂时所产生的阻力;补偿力(4):为克服原型机系统内部阻力而产生的力;Kθ(t):原型机系统根据牵拉关节角度变化θ的产生的阻力变化.关节角度θ越大,原型机产生阻力越大;Bθ(t):原型机系统根据牵拉角速度θ模拟阻力变化,角速度θ越高,原型机产生阻力越大.教学仿真机器人原型机在每位评估者进行评定时运行随机化程序,随机呈现20次屈肘肌群Ashworth评级1、2、3、4级中的任意一项,以文本的形式在后台进行记录.评估者需要对机器人随机仿真模拟呈现的20次痉挛进行评定和记录,而后和机器人后台记录信息进行一致性分析.结果:原型机共随机呈现不同Ashworth评级共440次,1-4级分别呈现119、109、98、114次.使用R软件进行一致性分析,Ashworth 1-4级机器人仿真模拟和人工评定的一致率分别为:0.905、0.832、0.736、0.931,总体一致率为0.884.结论:教学机器人原型机对于卒中后典型痉挛仿真度较高,具备成为康复治疗学临床教学工具的潜能.