用电肌图驱动手部外骨架改善脊髓损伤患者的手部功能:可行性研究

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复机器人 康复机器人
• 神经修复品是一种神经修复品.

背景情况:

• 脊髓损伤 (SCI) 通常导致严重的手部功能障碍,限制日常活动.
• 现有的辅助技术可能缺乏全面手部康复所需的灵巧性或直观控制.
• 恢复手部功能对于SCI幸存者的独立性和生活质量至关重要.

研究的目的:

• 评估Maestro手外骨对SCI患者的疗效.
• 评估基于电肌图 (EMG) 的外部骨控制策略.
• 确定Maestro在改善SCI患者手部功能和任务完成方面的潜力.

主要方法:

• 开发了Maestro手外骨,具有符合关节和自然手指运动的外骨.
• 实现人工神经网络和对EMG信号分类的概率控制.
• 用SCI患者 (C5-C7) 进行测试,使用前臂肌肉的EMG信号执行日常任务.
• 使用三种EMG信号来对四种手姿态进行可靠的分类.

主要成果:

• 梅斯特罗成功地使SCI患者能够抓住和操纵超过15种不同的日常物体.
• 在Sollerman手功能测试得分中观察到显著的改善.
• 研究参与者注意到增强的抓取力和灵敏度.
• 在分类手姿势方面,EMG控制策略表现出了强的表现.

结论:

• 由EMG信号控制的Maestro手部外骨架是改善SCI患者手部功能的一种可行的解决方案.
• 符合规范的设计和先进的控制策略有助于有效的对象操纵.
• 这项技术有望恢复SCI患者的独立性并提高SCI患者的生活质量.