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本作品旨在針對(duì)手部中風(fēng)患者和肌肉衰退老年人，研究一種基于外骨骼的手部康復(fù)訓(xùn)練裝置，其可穿戴在患者手上，動(dòng)作量化、精準(zhǔn)，自動(dòng)運(yùn)行、可觀測(cè)，并建立數(shù)據(jù)庫，在患者的個(gè)體差異性問題上，進(jìn)行有針對(duì)性的治療，也為醫(yī)生提供全面、定量化的分析依據(jù)，促進(jìn)康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

本作品旨在針對(duì)手部中風(fēng)患者和肌肉衰退老年人，研究一種基于外骨骼的手部康復(fù)訓(xùn)練裝置，其可穿戴在患者手上，動(dòng)作量化、精準(zhǔn)，自動(dòng)運(yùn)行、可觀測(cè)，并建立數(shù)據(jù)庫，在患者的個(gè)體差異性問題上，進(jìn)行有針對(duì)性的治療，也為醫(yī)生提供全面、定量化的分析依據(jù)，促進(jìn)康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
本課題旨在研究一種基于外骨骼的手部康復(fù)訓(xùn)練裝置，其可穿戴在患者手上，對(duì)患者手部進(jìn)行量化、精準(zhǔn)的康復(fù)治療，自動(dòng)運(yùn)行、可觀測(cè)，并建立數(shù)據(jù)庫，在患者的個(gè)體差異性問題上，進(jìn)行有針對(duì)性的治療，也為醫(yī)生提供全面、定量化的分析依據(jù)，促進(jìn)康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
一、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容與考核指標(biāo)
（一）研究目標(biāo) 針對(duì)手部康復(fù)訓(xùn)練，研究開發(fā)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的手部外骨骼系統(tǒng)，并進(jìn)行相關(guān)模擬試驗(yàn)研究，驗(yàn)證外骨骼系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練的可靠性及可行性，嘗試在醫(yī)生的幫助指導(dǎo)下，進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)。
（二）研究內(nèi)容 根據(jù)目標(biāo)，基于外骨骼的智能手部康復(fù)訓(xùn)練裝置的研究內(nèi)容主要包括以下方面：
1）從人體解剖學(xué)的角度出發(fā)，研究手部抓握動(dòng)作等運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)理，建立適合于本作品的運(yùn)動(dòng)模型；
2）研究并設(shè)計(jì)仿生機(jī)電系統(tǒng)；
3）研究手部康復(fù)外骨骼機(jī)器人的智能控制技術(shù)，提供多種訓(xùn)練模式以適應(yīng)不同的患者；
4）建立患者數(shù)據(jù)庫，探索通過患者訓(xùn)練數(shù)據(jù)為醫(yī)生治療提供量化的治療建議。
（三）技術(shù)指標(biāo) 本課題的技術(shù)指標(biāo)主要有以下內(nèi)容：負(fù)載（手指），100 g；關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，30°/ s；壽命，2 年；精度，位置控制誤差小于3%；可適應(yīng)性，滿足正常身材成年人的可穿戴性；供電方式，220V AC
（四）關(guān)鍵技術(shù) 由于外骨骼技術(shù)涉及多學(xué)科的交叉，所面臨的研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)多而復(fù)雜，因此這項(xiàng)技術(shù)走向?qū)嵱萌匀挥泻芏嗟恼系K需要跨越。主要有以下一些關(guān)鍵問題：
1、擬人化方案設(shè)計(jì)。通過人手解剖學(xué)分析，研究手部抓握動(dòng)作等運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)理，建立合理的抓握模型，使外骨骼的機(jī)械結(jié)構(gòu)和自由度分布與人體運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和自由度相匹配，并具有良好的可穿戴性。
2、低質(zhì)量小慣性傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。由于使用對(duì)象是偏癱患者，手部外骨骼應(yīng)當(dāng)盡量減少給患者帶來的負(fù)擔(dān)，同時(shí)考慮控制性能，小慣性的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)具有很大優(yōu)勢(shì)。
3、外骨骼的智能主動(dòng)控制。將動(dòng)作進(jìn)行合理的分類，制定控制策略，進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并優(yōu)化算法，避開奇點(diǎn)。同時(shí)，探索將力信號(hào)引入位置環(huán)，以實(shí)現(xiàn)外骨骼的柔順控制（阻抗控制）。
4、實(shí)驗(yàn)及評(píng)價(jià)方法。建立完善的實(shí)驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)體系方法，有利于柔性外骨骼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展，也有利于形成針對(duì)偏癱患者的量化治療方法，改變以往過分依賴經(jīng)驗(yàn)治療的局面。
三、研究方法及實(shí)現(xiàn)方案 本課題總的研究思路是：參考其它外骨骼類的研究，在相同相似之初借鑒并加以改進(jìn)應(yīng)用，不同之處摸索實(shí)驗(yàn)，尋找最適合于空間機(jī)械手遙操作的方法。具體研究方法步驟如下：
1）人體運(yùn)動(dòng)學(xué)部分：參考國標(biāo)中成年人手臂尺寸，在計(jì)算機(jī)中模擬，獲得手指末端的運(yùn)動(dòng)位置；按照所做的方案模擬，獲得外骨骼手指末端的運(yùn)動(dòng)位置；兩者進(jìn)行對(duì)比，對(duì)運(yùn)動(dòng)同步性進(jìn)行分析。
2）具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分：設(shè)計(jì)并驗(yàn)證柔性外骨骼系統(tǒng)，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)特性，確立不同的優(yōu)化目標(biāo)，建立數(shù)學(xué)模型，求解優(yōu)化結(jié)果，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。
3）控制系統(tǒng)部分：在控制結(jié)構(gòu)中，充分地考慮人在控制回路中的作用以及人機(jī)之間相互決策的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)控制策略。作品將首先對(duì)人機(jī)智能外骨骼系統(tǒng)中人機(jī)合作的任務(wù)智能分配進(jìn)行總結(jié)，然后從包括感知層的信息感知和交互、決策層第人機(jī)一體化協(xié)調(diào)控制以及執(zhí)行層的人機(jī)交互等三個(gè)方面對(duì)人機(jī)交互控制方法進(jìn)行研究。
（一）總體技術(shù)路線。作品將在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上開展外骨骼控制系統(tǒng)樣機(jī)設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試、實(shí)驗(yàn)工作。待技術(shù)成熟后，將投入運(yùn)行使用。
（二）人手解剖學(xué)分析。手是人體由肩關(guān)節(jié)開始的杠桿的力學(xué)鏈的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其多個(gè)關(guān)節(jié)、自由度允許手在一個(gè)很大的空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，完成多項(xiàng)任務(wù)，從抓握各種形狀到觸摸探察，再到手語表達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)不同功能，而手指19塊骨、14個(gè)關(guān)節(jié)正是這些超常適應(yīng)性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
針對(duì)運(yùn)動(dòng)肢體的建模，通?？梢苑譃槿悾褐恍枇私怅P(guān)節(jié)力和力矩的多剛體開鏈模型，稍微復(fù)雜的剛度—阻尼系統(tǒng)模型，以及需要計(jì)算各肌肉受力情況的多肌肉高仿真模型。本作品采用多剛體開鏈結(jié)構(gòu)角度建立力學(xué)模型。
從解剖學(xué)的角度來看，人手關(guān)節(jié)構(gòu)造復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)很難以做到完全的仿生設(shè)計(jì)。在建模過程中，關(guān)節(jié)數(shù)越多，設(shè)計(jì)的難度就越大，相應(yīng)制造難度更大，特別是在多自由度關(guān)節(jié)位置。因此，合理的選擇關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模型，以簡單有效的結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)研究所需的全部功能，是手部機(jī)械外骨骼設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)。
基本抓握動(dòng)作通過拇指、食指和中指三個(gè)手指即可實(shí)現(xiàn)，而無名指、小指的設(shè)計(jì)控制與食指、中指完全類同，僅在尺寸上發(fā)生變化，故本文選擇了采用三指模型。
同時(shí)研究表明，指掌關(guān)節(jié)和近端指間關(guān)節(jié)的屈曲運(yùn)動(dòng)為控制手指動(dòng)作的主要自由度，指掌關(guān)節(jié)側(cè)擺自由度則是為了提高手部姿態(tài)的適應(yīng)能力，而遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)屈曲自由度是一個(gè)非獨(dú)立自由度，與近端指間關(guān)節(jié)存在耦合關(guān)系，且遠(yuǎn)端指骨間關(guān)節(jié)在抓握動(dòng)作中通常只起到配合作用。
因此，本作品在自由度上做如下處理。食指和中指保留三個(gè)自由度，指掌關(guān)節(jié)屈曲自由度、近端指間關(guān)節(jié)屈曲自由度和遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)屈曲自由度，且末端兩自由度存在耦合關(guān)系，同時(shí)拇指保留屈曲自由度和內(nèi)收外展自由度，考慮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)收外展為被動(dòng)自由度。這樣就得到了8自由度的三指抓握模型。
（三）系統(tǒng)方案 系統(tǒng)共有4部分組成，上位機(jī)、下位機(jī)、電機(jī)-絲杠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和多連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，上位機(jī)通過can總線將指令發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)與電機(jī)之間構(gòu)成閉環(huán)子系統(tǒng)，最后各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)信息由傳感器反饋至上位機(jī)。 由上文可知，運(yùn)動(dòng)傳遞主要有兩類運(yùn)動(dòng)傳遞鏈。近端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈和中遠(yuǎn)端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈。
本作品采用固定式方案，避免了讓患者去承擔(dān)裝置的重量，而所采用的材料以非金屬為主，降低外骨骼本身的慣量，少數(shù)集中受力位置采用硬質(zhì)鋁合金，實(shí)物照片中顯示的是以金屬材料為主，目前正在更換非金屬材料制作的外骨骼。
1）近端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈 近端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈將掌指關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞到手背上，變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，以便于控制。該運(yùn)動(dòng)傳遞鏈可行性較高的為曲柄滑塊（或相似）機(jī)構(gòu)和鋼絲繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩個(gè)方案，為了獲得更好的受力狀況，并且能夠雙向受力，本課題擬采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為近端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈。
2）遠(yuǎn)端和中端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈根據(jù)手部解剖學(xué)原理，遠(yuǎn)端指節(jié)和中端指節(jié)在運(yùn)動(dòng)中并非完全獨(dú)立，存在一定程度的耦合，即遠(yuǎn)端指節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度大致為中端指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的3/4，具體數(shù)值因個(gè)體有所差異。
由于遠(yuǎn)端指節(jié)距離手部最遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)傳遞鏈設(shè)計(jì)最為復(fù)雜，而起作用在抓握中并非絕對(duì)必要，故選擇傳動(dòng)方案，可以考慮或者舍棄遠(yuǎn)端指節(jié)傳遞鏈，或者遠(yuǎn)端指節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞鏈不承受載荷僅當(dāng)做傳感器使用；另一方面，中端指節(jié)的運(yùn)動(dòng)傳遞鏈的思路與近端指節(jié)相似直接通過連桿將中端指節(jié)的運(yùn)動(dòng)傳遞到手背位置，既不利于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，也不利于力的傳遞，因此將借助近端指節(jié)，以其為連桿機(jī)構(gòu)的一部分傳遞力和運(yùn)動(dòng)。
本作品擬采用多連桿機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)傳遞鏈，同時(shí)使遠(yuǎn)端指節(jié)和中端指節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)存在耦合關(guān)系，即遠(yuǎn)端指節(jié)的轉(zhuǎn)角大約為近端指節(jié)轉(zhuǎn)角的3/4。
3）驅(qū)動(dòng)部分 康復(fù)訓(xùn)練裝置的負(fù)載對(duì)象是人手，相對(duì)而言屬于輕載狀況，同時(shí)動(dòng)作的靈巧性和準(zhǔn)確性要求也較高，故適合采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于各運(yùn)動(dòng)傳遞鏈的輸入端均為直線移動(dòng)的滑塊，考慮空間結(jié)構(gòu)尺寸，采用絲杠傳動(dòng)。
4）手部外骨骼康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)方面，采用二級(jí)控制系統(tǒng)。上位機(jī)直接采用PC機(jī)，主要用于向下位機(jī)發(fā)送步態(tài)及位姿軌跡命令，創(chuàng)建并實(shí)時(shí)更新患者數(shù)據(jù)庫以及通過用戶界面進(jìn)行人機(jī)交互等功能的實(shí)現(xiàn)。下位機(jī)采用單片機(jī)，并與外骨骼各關(guān)節(jié)的電機(jī)“一對(duì)一”的構(gòu)成電流、速度、位置的小閉環(huán)，直接控制電機(jī)執(zhí)行上位機(jī)發(fā)出的軌跡命令。同時(shí)，作品將探索力控制模式下的抓握動(dòng)作康復(fù)訓(xùn)練。 選用工控機(jī)或配置較高、運(yùn)算速度快的PC機(jī)作為上位機(jī)，負(fù)責(zé)用戶面板的人機(jī)交互，數(shù)據(jù)采集與顯示，建立及更新病人數(shù)據(jù)庫，向下位機(jī)發(fā)送步態(tài)控制命令等任務(wù)。下位機(jī)選用直流伺服電機(jī)專用的電機(jī)控制器，其與電機(jī)以及電機(jī)配備的光電編碼器構(gòu)成位置、速度、電流閉環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)位置、速度、力矩的精確控制，以達(dá)到對(duì)外骨骼關(guān)節(jié)角度、角速度、轉(zhuǎn)矩的精確控制。數(shù)據(jù)采集同樣利用與PC機(jī)PCI插接的DAQ卡，實(shí)時(shí)采集下肢康復(fù)訓(xùn)練時(shí)各個(gè)關(guān)節(jié)的力信號(hào)，以及日后擴(kuò)展的關(guān)節(jié)角度信號(hào)等。最后，一些出于安全考慮裝設(shè)的限位開關(guān)以及緊停開關(guān)等，可根據(jù)具體要求通過自制的接口板電路與相應(yīng)的控制器I/O接口連接，以保證康復(fù)訓(xùn)練時(shí)患者以及系統(tǒng)自身的安全。
5）控制系統(tǒng)軟件
在設(shè)計(jì)開發(fā)軟件的時(shí)候主要考慮以下的幾條基本原則：
(1) 基本功能的完整性，包括：電機(jī)實(shí)時(shí)位置、速度、力矩控制，外骨骼關(guān)節(jié)角度、角速度等數(shù)據(jù)的采集，顯示訓(xùn)練數(shù)據(jù)的用戶界面，用于記錄患者基本信息及下肢康復(fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的患者康復(fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫等。
(2) 體系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果體系結(jié)構(gòu)經(jīng)常變動(dòng)，那么建筑在體系結(jié)構(gòu)之上的用戶界面、患者數(shù)據(jù)庫、功能模塊等也要跟著經(jīng)常變動(dòng)，這將導(dǎo)致發(fā)生混亂。
(3) 可擴(kuò)展性，具體指軟件擴(kuò)展新功能的容易程度。
(4) 友好性，包括：保持界面空間布局的合理性，豐富完善的操作提示及確認(rèn)，能有效避免錯(cuò)誤操作，合理利用顏色和圖形，選擇合適的字體和字號(hào)等。
軟件包括初始化和主程序循環(huán)兩大部分。主程序循環(huán)中又包含有，設(shè)置監(jiān)視、運(yùn)動(dòng)曲線計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、訓(xùn)練數(shù)據(jù)顯示及記錄四個(gè)環(huán)節(jié)。
程序運(yùn)行后，首先進(jìn)入的是初始化環(huán)節(jié)。由于初始化環(huán)節(jié)是用戶界面程序按預(yù)先的設(shè)定自動(dòng)在后臺(tái)運(yùn)行的，不受用戶控制，所以可以考慮采用順序、并行方式運(yùn)行各初始化的子程序，以提高運(yùn)行效率。
監(jiān)視環(huán)節(jié)，主要是用來在外骨骼執(zhí)行康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作開始前，接收用戶通過人機(jī)交互設(shè)備發(fā)出的操作設(shè)置命令，為后續(xù)環(huán)節(jié)收集必要的參數(shù)。
運(yùn)動(dòng)曲線計(jì)算也是一步后臺(tái)運(yùn)行程序，不受用戶控制，作用是根據(jù)上一環(huán)節(jié)用戶提供的設(shè)置及配置命令，計(jì)算出外骨骼動(dòng)作所需的運(yùn)動(dòng)曲線，然后直接傳遞到下一環(huán)節(jié)。
數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)則是將康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)捕獲的訓(xùn)練數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地通過上位機(jī)顯示器屏幕反饋給用戶并記錄于相應(yīng)的患者數(shù)據(jù)庫中。
訓(xùn)練完成后，由“Exit”退出系統(tǒng)。
具體的編程實(shí)現(xiàn)采用圖形化編程語言Labview。
四 安全性設(shè)計(jì)
由于基于外骨骼的智能手部康復(fù)訓(xùn)練裝置直接與患者進(jìn)行接觸，安全問題顯得尤為重要。本作品的安全性是通過結(jié)構(gòu)和控制兩方面予以保證的。
結(jié)構(gòu)安全性側(cè)重于裝置的運(yùn)動(dòng)位置。每個(gè)手指的兩個(gè)動(dòng)力都是通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)輸入的，滑塊的行程決定了外骨骼手指的運(yùn)動(dòng)范圍只在人手的正常活動(dòng)范圍之內(nèi)，超過此范圍的運(yùn)功將無法實(shí)現(xiàn)。
控制安全性則側(cè)重裝置輸出的力。由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸出是通過控制電流來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，為了克服阻力，電流會(huì)升高增大輸出轉(zhuǎn)矩，故可通過限制電流，來確保外骨骼不會(huì)對(duì)患者產(chǎn)生過大的力。本控制系統(tǒng)中設(shè)定了安全電流為0.35A，對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩為3.24mNm。
五 空間可達(dá)性
為了驗(yàn)證前述方案在空間可達(dá)性方面是否滿足人手的空間可達(dá)性要求，對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用了攝像跟蹤的方法，可以看出外骨骼和人手大致的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是一致的。其中外骨骼指節(jié)軌跡和人手指尖軌跡存在一定距離，是因?yàn)閷?shí)際人手尺寸與外骨骼并不能完全吻合引起；外骨骼指尖軌跡在屈曲末尾急劇回收，則是因?yàn)橥夤趋赖倪h(yuǎn)端指節(jié)和中端指節(jié)進(jìn)行了耦合，而實(shí)際臨床試驗(yàn)中很少遇到需要完全屈曲的狀況。綜上，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證外骨骼的空間可達(dá)性能滿足人手要求。
六、創(chuàng)新點(diǎn) 通過上文闡述，本課題的創(chuàng)新點(diǎn)主要可以歸納為兩方面：仿生機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和由此帶來的康復(fù)訓(xùn)練理論化量化。
（一）仿生機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、以生物外骨骼為原型的仿生設(shè)計(jì)，并將其與機(jī)械手技術(shù)相結(jié)合，目前同類技術(shù)尚處于起步階段；
2、自由度的仿生設(shè)計(jì)，方案所采用的8自由度三指抓握模型，以人手固有骨骼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行合理簡化，不僅使系統(tǒng)能完成主要的抓握動(dòng)作，還解決了設(shè)計(jì)空間不足等問題，這一點(diǎn)尚未在文獻(xiàn)中出現(xiàn)；
3、零件結(jié)構(gòu)的仿骨骼設(shè)計(jì)等。
目前上述創(chuàng)新之處均已獲國家發(fā)明、實(shí)用專利保護(hù)。
（二）康復(fù)訓(xùn)練理論化量化
1、自動(dòng)化運(yùn)行，建立患者數(shù)據(jù)庫，使醫(yī)生能夠進(jìn)行定量比較分析，包括與正常人的橫向?qū)Ρ?、患者自身的縱向?qū)Ρ龋⒁源藶橐罁?jù)展開理論研究；
2、患者獨(dú)立數(shù)據(jù)，因人而異地制定訓(xùn)練計(jì)劃，針對(duì)性治療，保證治療效果；同時(shí)，在很多二三線城市，不具備對(duì)手部中風(fēng)患者治療的條件，或者缺少經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生，本作品的自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)正適合于無人治療或者遠(yuǎn)程治療。
七、研究進(jìn)度及已取得成果（一）研究進(jìn)度 本課題始研于2007年國家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃提握式助動(dòng)義手（已結(jié)題），2008年完成第一輪設(shè)計(jì)研究，2009年完成第二輪設(shè)計(jì)研究，2010年完成第三輪設(shè)計(jì)研究。目前，基于外骨骼的智能手部康復(fù)訓(xùn)練裝置的制造加工及初步調(diào)試已經(jīng)完成，正處在優(yōu)化改進(jìn)階段。同時(shí)也在聯(lián)系醫(yī)院相關(guān)專家，探討臨床實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)問題。（二）本作品目前已取得成果如下：
1. 發(fā)明專利 一種外骨骼機(jī)械手及其使用方法 - 200910061213.4 ，已授權(quán)，作者為第一發(fā)明人；
2. 發(fā)明專利 固定式康復(fù)訓(xùn)練外骨骼機(jī)械手 – 201110121085.5 ，申請(qǐng)中，作者為第二發(fā)明人（指導(dǎo)老師第一發(fā)明人）；
3. 實(shí)用新型 一種多手指外骨骼機(jī)械手-200920229468.2，已授權(quán)，作者為第一發(fā)明人；
4. 樣品一件，見附圖。
（三）本作品所采用相關(guān)技術(shù)在國內(nèi)外均屬于起步階段，尚無成熟產(chǎn)品出現(xiàn)，目前的臨床試驗(yàn)主要針對(duì)可行性，并在醫(yī)生的指導(dǎo)和監(jiān)督下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為XX省新華醫(yī)院（三甲）腦科，主任醫(yī)生為徐彬，患者中風(fēng)后手部肌肉萎縮，導(dǎo)致肌力下降，臨床鑒定為4級(jí)（正常人5級(jí)），可以做出大部分動(dòng)作，但不能應(yīng)付精密動(dòng)作或者需要力量的動(dòng)作，如拿快子。單個(gè)完整療程需要2-3周，并且需要藥監(jiān)部門的批準(zhǔn)，故此處只做了三次初步臨床試驗(yàn)。
主任醫(yī)生徐彬認(rèn)為“機(jī)器設(shè)計(jì)合理，符合人的本能運(yùn)動(dòng)功能”同時(shí)“臨床可行、可操作，對(duì)臨床肯定幫助很大，具有很大的潛在市場(chǎng)”。
八、總結(jié) 現(xiàn)已完成實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷募庸ぶ谱?，隨著作品的深入，也對(duì)手部外骨骼及康復(fù)訓(xùn)練有了更為全面深刻的認(rèn)識(shí)，積累了寶貴的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，這對(duì)于進(jìn)一步深化和以后相關(guān)作品的開展都具有積極的促進(jìn)意義，目前正在調(diào)試控制系統(tǒng)。希望一直以來不懈的努力研究成果能為后來者提供一些參考，更為康復(fù)醫(yī)療事業(yè)做出一份貢獻(xiàn)。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
1、校賽“挑戰(zhàn)杯”科技作品競賽，A類，一等獎(jiǎng)。 2、省賽“挑戰(zhàn)杯”科技作品競賽，A類，一等獎(jiǎng)。 3、省新華醫(yī)院（三甲）腦科，初步病例實(shí)驗(yàn)，具備臨床可行性。4、作品論文Design of a Hand Exoskeleton Rehabilitation Device 被2011 International Conference on Mechatronics and Materials Processing（ICMMP）錄用，EI檢索。5、科技查新，國內(nèi)未見相同報(bào)道、文獻(xiàn)。