康复辅具安全设计探析

以康复辅具的概念和产品安全设计理论为基础,分析研究了康复辅具安全设计的概念、内容与意义,并结合相关的理论和实例,从工业设计、机械设计、人机工程学等多个角度,对康复辅具安全设计及其要点进行了论述和拓展。在此基础上,提出康复辅具安全设计不仅是技术领域相关安全问题的解决,而且是面向残障者生理和心理安全的全方位系统安全优化与人性化设计。     

面向脑卒中患者的上肢康复产品人机工程设计

目的 为提升脑卒中患者的康复体验,帮助患者上肢恢复,围绕患者的人机要素展开设计研究。方法 首先,对脑卒中患者的生理和心理特征进行分析,剖析病患显性和隐性障碍,并调查上肢康复产品使用现状,分析总结现有产品存在的问题,为上肢康复产品提供设计依据;基于人机工程学分析患者的上肢运动特征和信息感知特征,探讨上肢康复产品设计的关键点;依据用户分析和人机分析,从产品尺寸、信息交互、色彩与材质等方面展开设计,为患者上肢康复提供解决方案,并通过对比分析验证设计方案。结果 通过系统研究患者与康复产品的人机特征,设计出符合人体工学的上肢康复产品。结论 从人机工程学角度剖析脑卒中康复产品中存在的问题具有可行性,通过借助其他感官通道能有效解决脑卒中康复产品在人机方面存在的问题,为其他康复产品设计提供参考。     

康复机器人研究与应用进展

目的随着老龄人口与脑卒中患者数量的不断增加,以及辅助治疗成本的增长,老龄服务及康复需求问题日益突出。康复机器人的开发及应用,将成为未来解决老龄问题的重要手段,具有积极的理论价值和现实意义。它融合了人工智能、机器人学、机械、生物力学、信息科学及康复医学等诸学科相关知识,逐渐发展成为医疗机器人领域的一个重要分支,成为学界研究热点。在此背景下,对康复机器人研究与应用进展进行述评,梳理康复机器人技术的演进历程。方法基于文献成果、大学实验室研究动态及产业调查,分析了康复机器人功能分类、人机交互方式及其关节角度与力矩、肌电信息感知融合与控制、力反馈控制、空间运动检测等关键技术。分析上肢、下肢康复机器人的发展状况。结论提出康复机器人HRI人机交互安全性、人机工程及人机界面设计中存在的问题及发展趋势,以期为学界后续研究提供有益的借鉴。     

上肢康复机器人专利申请分析

本文通过对上肢康复机器人领域专利文献的收集、标引和梳理,对涉及运动自由度、结构设计方式、运动控制方式和驱动方式等上肢康复机器人技术的专利文献的技术拆解,分析了上肢康复机器人专利申请情况。     

基于全方位移动机器人的下肢康复训练研究

下肢康复机器人在临床康复领域的应用弥补了传统康复方法在客观性、有效性、实时性与趣味性等方面的不足。文章以人体下肢康复训练疗法及康复理论为依据,从临床康复的安全性、有效性、实用性及舒适性角度,解析出对下肢康复机器人机构、控制、传感器等方面的设计要求,并针对康复评价参数问题,提出了一种采用全方位移动下肢康复训练机器人获得动平衡参数及步态参数的方法。在分析人体下肢生理结构与临床康复对下肢康复机器人训练系统的特殊设计要求基础上,设计了能够提高人体下肢运动能力、实现多种训练方式、适用于不同患者、不同患侧康复训练模式的下肢康复机器人系统,对下肢障碍患者的康复以及临床医学研究起到辅助作用。     

面向社区的脑卒中患者上肢康复产品设计研究

目的 为提高脑卒中患者上肢康复训练的主动性和积极性,改善当前因训练枯燥乏味导致的训练中断情况。方法 首先,通过对医院和康复机构的实地调研,以脑卒中上肢康复训练理念及技术为核心,分析现有上肢康复训练产品的优势及不足,研究脑卒中上肢康复治疗模式提取相应上肢运动特征;其次,选择国内外流行的几款情景游戏,分析其情景特点和操作方式;最后,将脑卒中患者上肢康复训练动作与经典游戏情境相匹配,探究两者结合的可行性。结果 从设计学的角度出发,通过多学科、交叉性设计研究,为脑卒中患者设计了一系列趣味性上肢康复训练产品。结论 经康复训练实验验证,该系列产品在提高患者主动训练意识、训练效率及效果等方面具有显著优势。     

上肢镜像康复机器人控制策略研究

镜像疗法是促进偏瘫患者上肢运动功能康复的有效疗法,结合镜像疗法的机器人可通过促进双侧运动易化患侧的运动通路。为此,研究上肢镜像康复机器人的控制策略。基于传统镜面治疗方法设计了上肢镜像康复机器人系统,提出了基于参考轨迹的镜像训练。同时提出了基于分段三阶Bezier插值的轨迹优化方法,优化机器人运动轨迹。考虑到患者患侧与机器人的交互需求,开发了由引导力场和约束力场组成的力场控制算法,协调患侧主动运动与镜像训练动作。开展镜像康复训练实验,验证了力场控制算法的良好性能。     

一种六自由度上肢康复机器人的结构设计及运动学分析

为解决现有上肢康复机器人功能单一以及结构复杂的问题,提出了一种6-DOF外骨骼式上肢康复机器人,建立了康复机器人的运动学模型,通过D H变换对其正向运动学和逆向运动学进行求解.运用Pro/E对康复机器人进行三维建模,通过Mechanism/Pro导入ADAMS/view中进行运动学仿真,得到机器人末端位移的仿真曲线和理论曲线一致,验证了理论推导的正确性,进一步仿真结果证明该方案具有较好的运动特性.     

人体辅助康复器械课程教学改革探索

针对医疗器械工程专业康复研究领域开设的专业基础课程《人体辅助康复器械》,介绍了康复工程中常用的人体康复器械与辅助技术。根据该课程学习中存在的问题,结合作者的教学实践经验,从多方面探讨了教学方法与教学改革方案。     

偏瘫老人上肢功能延续性康复服务模式研究

目的 探索基于我国现有康复体系的偏瘫老人康复服务模式,通过完善康复服务平台并设计适用于居家康复的产品,实现偏瘫老人从医院回归家庭的康复延续性。方法 对北京地区医院、社区等服务组织和典型住宅小区失能老人实地调查,采用定性定量的研究方法,分析偏瘫老人生理、心理特点及康复服务需求,总结我国康复体系及北京偏瘫老人康复服务现状。运用服务设计方法,以偏瘫老人为核心,整合康复资源,进行社区康复服务与产品设计。结果 搭建出联结各方利益相关者的五方联动延续性偏瘫康复服务平台,实现医疗资源的角色分工及康复信息的双向顺畅传递;设计出一款与服务配套的智能上肢康复辅具,提供个性化康复训练方案,实现居家康复科学性。结论 以偏瘫上肢康复为例,整合创新延续性康复服务模式、平台和辅具的联动作用,为偏瘫老人居家康复提供可能,加快其功能康复进程。     

基于AHP-GRA-TPOSIS的自闭症儿童家庭康复干预产品设计研究

目的 为了在家庭场景中帮助自闭症儿童进行康复干预训练,提高其康复效果,基于“安全型依恋”和“沉浸理论”两种心理理论,对家庭康复干预产品进行设计研究,并建立最佳设计方案的评价模型。方法 以广州小天使康复训练中心为研究对象,通过文献综述、自然观察、问卷、访谈等用户研究方式确定定性指标,并使用Gephi对“安全型依恋”和“沉浸理论”的理论建构进行聚类分析。将层次分析法（AHP）、灰色关联法（GRA）和逼近理想解排序法（TOPSIS）三种方法综合运用,发挥各自优势避免局限性,用以建立自闭症儿童家用干预产品设计指导与评价模型,并进行深入的设计。结果 以改善自闭症儿童自身社会交往障碍、情绪障碍、认知障碍、感觉障碍四个方面为准则,建立“自闭症儿童家用康复产品设计”的设计指导与量化评估模型,并应用到自闭症儿童家用康复干预产品的设计实践中,再综合评估选择出最佳方案。结论 以“安全型依恋”和“沉浸理论”为理论基础建立的自闭症儿童家庭康复干预产品设计策略和评估方法,其评估过程科学,结果合理。通过设计实践,创造出科学有效的沉浸式康复干预体验,促进自闭症儿童构建安全型依恋关系,提高干预自闭症儿童的康复训练效果。     

《康复器械标准与法规》课程教学方法浅析

《康复器械标准与法规》是生物医学工程专业康复研究领域一门重要的专业基础课程。针对该门课程的具体特点,并结合康复专业学生的特长与作者在教学过程中的尝试与总结,探讨了三种可行的教学改革方法。     

基于小波包模糊推理的上肢康复机器人智能专家系统

针对目前上肢运动训练康复机器人缺少对患肢训练模式智能处方诊断的现状,提出了全新的基于小波包模糊推理的上肢康复机器人智能专家系统诊断方法.该方法在智能专家诊断过程中首先根据患肢在水平和垂直方向上的被动运动位置跟踪误差,通过小波包分解提取患肢运动性能特征,然后根据两个方向上的运动性能特征值并运用专家知识,通过模糊逻辑推理诊断该患肢适合的康复运动训练类型.临床实验结果表明,该方法能够较准确地实现不同病情患肢的运动训练模式处方诊断,有助于提高康复机器人的临床智能化水平.     

基于Kinect动作交互模式的脑瘫康复训练系统设计

设计了以Kinect为交互设备的脑瘫康复训练系统。该系统针对上、下肢康复运动设计了运动捕捉功能及运动数据记录、分析和评价功能,通过对脑瘫患者的实际考察和数据研究,对程序进行整改。系统还设计了动作数据记录和评价功能,可结合不同案例进行多疗程数据记录和分析评价,以便更好地了解患者的目前情况和训练后的康复情况,为医生和康复治疗师提供治疗佐证数据。     

ViP设计法则指导下的康复医疗设计策略

目的 探究ViP设计法则在健康康复领域的指导意义,以及在ViP设计法则指导下康复情境设计的创新策略。方法 主要采用类比分析法,将VIP设计法则中的主要理论及思维模式与康复设计领域的独特性进行类比分析;并通过垂直思考的方式,依据ViP设计法则中愿景级、交互级、产品级三大基本层级,在健康康复领域的设计过程中形成一个构建未来康复情境并与三大层级相互对应的设计策略框架;最终采用案例研究法,对所构建的策略体系进行价值检验。结论 通过研究发现,在ViP设计法则的指导下,提出了构建未来康复情境的设计策略框架,该框架包含了塑造康复中心“舞台导演”角色、建立患者与产品互惠共存关系、强调产品个性与交互特征协调统一三大设计策略,能够为未来康复医疗设计领域的研究提供新的设计思路和愿景描述。     

云康复管理系统下的康复理疗床系列产品设计

目的 解决在社区康复站点中,有关医疗健康产品的设计问题。方法 以社区康复站点中的康复理疗床系列产品为媒介展开研究。在用户需求和环境特征分析的基础上,提出在移动互联背景下的康复理疗床系列产品的设计原则,进行关键技术分析,对系列产品从功能、构件、形态、色彩、材质进行规划与设计,形成产品的家族感。通过智能感知技术与云康复信息管理系统,将社区康复站点内的设备以及用户治疗数据进行网络化管理,实现患者的动态跟踪监测与及时干预。在样机测试后,改进了产品的部分细节。结论 产品推向市场后,根据用户与厂家的反馈显示,系列产品的整体性、安全性、易用性、情感化与智能化获得了一定的提升。     

用户感知为导向的儿童康复产品交互体验研究

目的 为提升儿童用户对康复产品的交互体验,提出以用户感知为导向的儿童居家康复产品交互体验评价方法。方法 基于信息加工过程,引入人智学十二感官理论,建立用户感知体验模型;采用问卷调查与眼动追踪相结合的测量方法,获取儿童用户的心理评价与生理指标;应用层次分析法构建产品交互体验评价体系,结合熵权法为各项评价指标赋权并进行综合排序;基于BP神经网络建立康复产品特征要素与儿童用户感知体验偏好的映射关系模型。结果 以儿童家用康复脚踏器为例,验证了模型具有良好的预测效果。结论 通过主客观相结合的方法提高了儿童康复产品交互体验评价系统的科学性。该方法能够有效预测儿童用户的感知体验评价,为该类产品的交互体验设计与评价提供参考。     

上肢腕关节康复机构的设计研究

为了克服人类由于意外事故、先天缺陷、疾病、战争和机体老化等因素产生的腕关节功能障碍或者疾病,本文设计研究了上肢腕关节康复机构。首先介绍了腕关节的结构和工作原理,然后利用ADAMS软件建立了三维模型,并施加了一定的约束,实现了腕关节康复机构的运动学仿真和分析,促进了腕关节的康复运动,为腕关节康复机构的动力学分析和优化设计提供了技术方法。     

传统手工艺与文创设计协同发展研究现状及趋势

目的 厘清传统手工艺与文创设计结合领域的研究发展动态,以期增加读者对该交叉领域的认识。方法 分析梳理近年来传统手工艺与文创设计协同发展相关研究文献及案例,对该交叉领域的设计理念、设计方法、设计流程和创新途径进行综述,对现存问题和发展趋势进行了探讨。结论 归纳了传统手工艺与文创设计交叉领域的相关研究。目前传统手工艺与文创设计交叉领域存在差异化与深入度研究不足、缺乏从事手工艺和文创产品设计的复合型人才、缺乏理论支撑与数据支持、亟待建立多元化审美标准及价值评价体系、缺少量化标准等问题。运用自然学科理论、方法和技术设备辅助设计,从用户视角展开设计,设计理念越发交融是传统手工艺文创产品设计研究的发展趋势。     

帕金森康复辅具设计综述

目的综述帕金森康复辅具研究进展,总结帕金森康复辅具现有的问题,提出未来设计的研究方向。方法基于文献研究法、归纳法梳理帕金森康复辅具国内外研究内容,归纳现有帕金森康复辅具的种类与优缺点。概括帕金森辅具的分类,对典型帕金森康复辅具设计案例的概念设计、结构设计、创新设计进行解析。分析虚拟现实技术、体感交互技术、传感技术等关键技术在帕金森康复辅具应用中的可行性与挑战性。结论总结帕金森康复辅具在功能设计、先进技术、产品种类、康复数据可视化等方面存在的问题,探索其在产品形式、适用范围、康复心理、中医结合方面的发展趋势,为帕金森康复辅具的研究起到借鉴与促进作用。