大艾机器人产品介绍

2020-02-28 19:23 康复训练就用→



AiWalker&AiLegs 下肢外骨骼康复训练机器人

一、产品描述


AiWalker型和下肢外骨骼康复训练机器人是北京大艾机器人科技有限公司2018年最新推出的两款步行康复训练产品之一,适用于因脊髓损伤、脑损伤、偏瘫、脑瘫等因素导致的下肢运动功能障碍患者的步行康复训练。

两款设备均可为不同身高的患者提供精准快速的尺寸适配,为不同损伤程度的患者提供步态参数调节,供医疗机构内多人步行训练使用。设备操作简便穿戴迅速,将下肢步行训练简单化,在步态周期内提供符合人体力线的地面反作用力刺激,有效地分担了物理治疗师徒手训练的负担。同时设备体积占用空间小,对康复科室场地需求简单,可以在科室及走廊内步行训练,也可以室外平地步行,实现多场景的真实步行康复训练。患者通过穿戴下肢外骨骼康复训练机器人,借助辅助装置如拐杖、助行器或设备自身的移动台架等,以自然行走步态、真实行走方式,支撑并带动患者进行步行康复训练。

这种方式能够充分激发患者残存的肌体功能,重塑患者正确行走姿态,锻炼患者平衡运动能力及行走肌肉和神经,使患者的站立行走能力在短时间内获得大幅度提升。而适当的步行康复训练会促进患者血液循环,改善心肺功能,提升肠胃消化能力最终达到改善生活自理能力的目的。

二、产品的设计及应用优势


1.科技含量
  • 人机共融:融合传感、控制、信息、移动计算,为患者训练提供一种可穿戴的综合体验,强调人机协作,发挥主动运动能力。
  • 数据反馈:能够记录患者康复数据,为康复评定及科学研究提供数据支撑,为个性化康复处方制定提供科学依据。
2.设计特点
  • 移动训练:开拓性的可移动场景综合康复运动设备。直接应用早期及重症患者的室内室外行走。
  • 设备小巧:同类产品体积最小,对康复移动训练空间要求最小;
  • 快速穿戴:穿脱迅速,平均穿脱时间2-3分钟,患者可以早期接受并参与康复训练;患者使用设备仅需要坐位至坐位转移,体位变化及准备阶段体力消耗小
  • 操作简易:操作简单,没有繁琐复杂变量调节,康复师更容易接受和使用;
  • 同体态患者快速切换:独有的腿部杆件调节及横向杆件调节装置,使得胖瘦高矮不同体态患者均能穿戴自如。
3.康复理念
  • 不主张悬吊康复,主张承重训练吊康复的初衷设计是通过悬吊增进设备穿戴站立安全性,外骨骼仅靠绑带配合骨骼结构即可维持安全性。悬吊康复导致患者步行训练中无地面垂直反作用刺激,且步行中限制重心的左右转换和上下波动;
  • 不主张多媒体情景带入,主张实际行走面的情景互动,原地的踏步训练,并不能增加患者实际运动感觉体验感,试图通过运动场景代入感训练会分散患者康复运动注意力。
  • 不主相对位移训练、履带康复机器人目前流行的履带式康复设备,将体重悬吊,履带相对肢体做后向运动,其最大的缺陷是在跟着地、支撑前期、蹬离期履带相对后向运动会产生向后的摩擦力,这与实际步行地面给人体向前的摩擦力恰好相反。步态不科学。
  • 不主张原地摆动活动,主张科学步态,还原真是行走我们主张还原患者真实行走步态,通过穿戴式骨骼支撑系统带动患者实际的迈步行走,并在行走中充分带动关节活动、肌肉运动,通过患者行走重心的变化、正确的地面反作用刺激、科学的步态规划并配合患者运动平衡能力、协调能力锻炼真正加速患者康复。
4.训练特点
  • 循序渐进的康复系统:艾康--站立-原地训练-大幅度的髋膝活动能力训练-实际步行移动训练; 艾动--脊柱平衡能力训练-运动协调性训练-步态姿势训练;
  • 平衡和协调控制能力训练:早期通过穿戴外骨骼机器人进行正确的步态模式重建训练,充分调动患者的相关肌群运动参与,在大频率和长时间的运动刺激下形成基础的运动记忆。随着患者主动能力提升,借助人机互动技术的进步,通过步态行走数据累积和康复过程数据分析,帮助患者优化运动方案,根据患者的主动有意识的参与配合,通过智能控制系统检测分析,实现行走相关肌群的正确协调控制能力训练与患者的运动意图匹配,实现设备与人的互联互动,达到平衡和协调控制能力训练的新高度;
  • 神经重塑:比起传统设备和现有的康复手段,外骨骼机器人能够实现个人行走运动康复的新突破。通过步态数据调整和患者个性化运动能够实现运动程度重建,通过高频率和长时间累计的运动量能够重塑患者运动模式,通过科学有效的步态力学刺激能够刺激脑部区域增生,通过密集、重复的整体运动刺激下能够有效刺激残余神经-肌肉控制信号的强化和重建;因此,基于运动程序重建、运动模式重塑、神经潜能开发重塑的可能性,外骨骼机器人有望在促进神经可塑性变化和功能重组方面成为运动康复领域有效的治疗方式之一。

三、临床应用改善10大身体机能


  • ①增强神经系统的协调性:站立行走训练,增强肢体运动功能协调性,同时也增进神经系统的协调性。
  • ②改善心肺功能:通过站立行走主动功能训练,可促进血液循环,改善心肺功能
  • ③防止压疮:通过站立训练,可有效防止压疮发生及降低感染率。
  • ④防止泌尿系统感染:通过站立承重及躯干下肢活动,能防止肾积水,减少尿滞留,减少细菌滋生。
  • ⑤缓解肌肉痉挛:通过行走训练,能够帮助患者进行大腿、小腿、髋关节、膝关节、踝关节肌肉群牵拉,缓解肌肉痉挛。
  • ⑥预防关节挛缩:对于长期坐卧患者,适度的站立行走训练能够防止关节挛缩,减少异位骨化。
  • ⑦防止肌肉挛缩:长期坐卧,肌肉废用性萎缩,运动能力下降,站立行走训练能够减少肌肉挛缩。
  • ⑧防止骨质疏松:经常站立负重,能够防止骨质疏松。
  • ⑨功能恢复:对于处在恢复期的不完全脊髓损伤患者和其他下肢功能障碍患者能够促进感知平面下移和运动功能恢复。
  • ⑩胃肠消化能力提升:通过站立步行,促进胃肠蠕动,提升患者消化功能,促进二便功能改善。

四、多项技术创新保证最终临床应用效果


  • 构建了新型符合人体生物力学的仿人下肢外骨骼机器人机构
①建立了下肢生物力学模型
②进行了符合人体行走生物力学仿人相容机构设计及多人快速精准适配结构优化设计
③建立了面向系统可靠性的人机交互安全性优化设计方法及关键部件性能优化建模及寿命预测方法
  • 人机融合智能控制技术及控制策略
①实现了传感器优化分布及多传感器信息融合技术
实现了人机交互的渐进、多模态混合控制策略
  • 建立了下肢肌肉-骨骼仿生机器人的动力学建模新方法(动力学)
建立了下肢肌肉-骨骼仿生机器人的动力学模型
实现了基于力、位置混合柔顺控制的下肢外骨骼机器人稳定行走控制
  • 基于脊髓损伤患者病理特点的仿人行走规划创新(运动学)
基于仿生柔顺控制理论,进行了康复稳定助行仿人行走步态规划


五、艾动主要特点


  • 训练特点:
仿生设计:仿生学设计,4关节主动自由度,2关节被动活动自由度,可实现行走,上下楼,起做等日常活动;
快速穿戴:不必脱鞋,3-5分钟轻松完成穿戴;
优化步态数据库:采集数百位正常人步态,根据患者康复训练的进展,通过不同康复时期步态特征下运动算法,支持患者最优化的仿人行走步态设计;
  • 系统特点

①精细控制:步行、步速、步态、关节活动精细控制调节;
数据处理:实时保存患者行走数据,为用户提供完整专业康复解决方案;
智能控制:手机、平板等终端设备可随时管理患者训练;
④拐杖智能控制系统:使用者自行管理设备行走运行;
  • 设备特点

①超强材质:钛合金材质,保证支撑和行走稳定性,更适宜中重度下肢功能障碍患者;
杆件结构:一体化双螺旋杆件调节结构,结构稳定,防止患者重心转移扭力变形,更适合平衡协调功能较差患者;
人体工学绑带:舒适可调节的人体工学绑带设计,降低皮肤受压磨损;
续航能力:连续4hour,智能低电提醒;
  • 适用范围
适用身高:150cm-190cm;
适用体重:100KG以下;
胖瘦体宽:骨盆宽度及胖瘦患者前后可调节;
适用路面:平地,无障碍斜坡,楼梯;
步速范围:2.45S—5.25S,步进0.35S;
  • 康复受益
促进肠道蠕动,改善二便功能;
提升心肺功能,预防关节挛缩;
缓解肌肉痉挛,增强肌肉肌力;
改善骨质密度,提高平衡能力;
逐步恢复患者运动行走能力。

六、艾康主要特点


  • 训练特点:
康复训练:矢状面4关节主动自由度,2关节被动活动自由度;能够实现患者主被动训练需要。
步态缩放:20%-120%,能够缩放和加强患者迈步的幅度,实现各种形态下的运动控制训练;
快速穿戴:不必脱鞋,3-5分钟轻松完成穿戴;
  • 系统特点:
优化步态数据库:采集数百位正常人步态,根据患者康复训练的进展,通过不同康复时期步态特征下运动算法,支持患者最优化的仿人行走步态设计;为患者提供基于病情的基础步态,和多类别联网扩展步态;
②安全防护:堵转保护,应力感应保护,运功传感器下的智能柔性驱动控制;
精细运动控制:基于加速器减速器,可实现步行、步速、步态、关节活动精细控制调节;
智能控制:通过蓝牙/wi-fi系统链接手机、平板等终端设备,可随时管理患者训练;
智能避障系统:基于深度学习的机器视觉可以准确判断环境状况,对障碍和异常状况智能提醒、及时保护;
触地检测系统:能够判断患者站立触底程度,步行中触地行走力量。
⑦数据处理:病案管理、患者体征和基础信息管理、实时保存患者行走数据和历史训练记录,并对训练结果给出分析建议,为用户提供历完整专业康复评估和解决方案;支持康复评估系统、智能专家训练系统、多用户管理系统。
⑧多用户管理系统:多用户联网管理系统,云端数据处理。
  • 设备特点
①超强材质:钛合金材质,保证支撑和行走稳定性,更适宜中重度下肢功能障碍患者;
②杆件结构:一体化双螺旋杆件调节结构,结构稳定,防止患者重心转移扭力变形,更适合平衡协调功能较差患者;
③人体工学绑带:舒适可调节的人体工学绑带,降低皮肤受压磨损;
④控制面板:7.9寸电容触摸屏;
⑤续航能力:负载连续8hour,智能低电提醒。
  • 适用范围
适用身高:150cm-190cm;
适用体重:100KG以下;
胖瘦体宽:骨盆宽度及胖瘦患者前后可调节;
适用路面:平地,无障碍斜坡;
步速范围:2.45S—5.25S。


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