上肢康复机器人现状研究

随着人口老龄化加剧，脑卒中患者的数量也在增多。在康复治疗方面面临着康复治疗师数量不足、人力成本高等问题，康复治疗需求广泛。康复机器人对解决此类问题有着准确性、高效性和可控性的优点，并且可以准确的获得患者康复治疗时的数据，便于对康复治疗进行评估，所以康复机器人在康复治疗方面潜力巨大。自上肢康复机器人问世起，其结构设计与控制方式多种多样。本文从上肢康复机器人末端执行器式与外骨骼式的结构设计和主动与被动的控制策略出发，总结了其优缺点与对康复治疗效果的影响，为上肢康复机器人的设计和应用提供了参考。最后对上肢康复机器人进行总结与展望，对上肢康复机器人未来的发展提出建议。

从全世界来看，全球60 岁以上的人在以每3%的速度递增，2017 年达到9.62 亿，约占世界总人口的13%。虽然全球老龄化进程不一致，但全球老龄化的趋势是一样的。尤其是欧洲，其老龄人口已经达到了总人口的四分之一，其他地区的老龄化也在加深。全球老龄化趋势已难逆转[1]。根据第七次全国人口普查结果显示[2]，中国的人口老龄化程度进一步加深，未来一段时期将持续面临人口长期均衡发展的压力。人口老龄化必将带来更多的老年人常见疾病，在这中脑卒中尤为严重。根据全国范围内的数据显示， 我国40 岁及以上人群中，卒中的标化患病率从2012 年的1.89%上升到了2019 年的2.58%。截止到2019年，我国40 岁及以上人群中现患和曾患卒中的人数约为1704 万[3]。从全球来看，中国脑卒中发病率、患病率、死亡率和伤残调整寿命年均高于发达国家同期水平[4]。而上肢运动功能障碍是脑卒中患者常见的后遗症。研究表明，超过三分之二的卒中患者入院时有手臂运动障碍和功能缺陷，并因此导致生活质量下降和社会参与减少[5]。

人体大脑具有可塑性，这意味着准确和及时的康复训练能够帮助病患进行神经重组或代偿。这样， 大脑就能够产生新的神经运动功能细胞，重新建立肢体与脑部损伤中枢神经的联系。这将大大提高病患生存和恢复运动机能的几率[6]。与常规康复训练相比，机器人辅助下的康复训练可以提供视听提示，并能在线反馈关于患者运动表现的信息，有助于提高患者康复的积极性[7]。

因此，上肢康复机器人研究理所当然地成为国内外康复研究的重点和热点，利用机器人辅助进行的康复治疗可以大大改善人工治疗的弊端，在降低治疗保健成本的同时，也保证了康复训练的疗效[8]，所以上肢康复机器人对脑卒中患者及医疗行业有着重大意义。