清华大学学报(自然科学版)

作者：潘飞羽, 贾炎冰, 杨孟辉, 吕逸飞, 赵军, 郝智秀, 王人成

单位：1. 清华大学 机械工程系, 北京 100084;<br>2. 中国康复研究中心 神经内科, 北京 100068

关键词：卧姿康复训练,运动生物力学,肌肉骨骼模型,下肢康复机器人

基金：国家重点研发计划(2020YFC2007602)

现有的卧姿康复机器人功能单一、使用率低。该文设计了仰卧踏车、仰卧抬腿、侧卧抬腿等典型卧姿训练动作测量实验,并基于OpenSim建立了卧姿肌肉骨骼模型,计算分析关节角度、肌肉激活度及其耦合关系,研究了卧姿康复训练时髋、膝、踝关节及其主要驱动肌群的变化规律,探讨卧床患者运动训练的康复机制,为相关康复机器人的运动功能设计提供了理论依据。结果表明：仰卧踏车具有更高的膝关节与踝关节活动度,但整体肌肉激活度表现较另2种动作偏低;其关节运动幅度越大,肌肉激活度越高。仰卧抬腿与侧卧抬腿分别对髋关节屈曲与外展活动度以及相关肌群有明显激活;抬腿速度越快,肌肉激活度越高,但相对于地面的水平位移量越大;抬腿角度变大时,肌肉激活度均值整体降低,相对于地面的水平位移量变大。该研究发现仰卧抬腿、侧卧抬腿、仰卧踏车运动对人体关节与肌肉的作用各有侧重,在临床上采用侧卧、仰卧等多种动作组合训练可以提高康复效果,康复机器人最好能提供更多的矢状面和冠状面康复训练功能。

来源：2023年第12期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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