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World File Search System上肢
使用和评估辅助技术在四肢中的上肢功能
上下文：所有脊髓损伤的一半以上（SCI）发生在宫颈水平，导致上肢功能丧失，活动受限和独立性降低。已经开发了几种技术来协助SCI人群的上肢功能。目的：关于当前辅助技术对宫颈SCI人群的有效性尚无明确的临床共识，因此本研究回顾了1999年至2019年之间的文献。方法：对最先进的辅助技术进行了系统的审查，该技术支持并改善了宫颈SCI种群中上肢受损的功能。术语组合，涵盖辅助技术，SCI和上肢，总共有1770篇文章。对选定的研究进行了数据提取，其中涉及总结有关辅助技术，研究参与者的特征，结果指标的细节以及使用该设备时改进的上肢功能。结果：总共发现了24篇文章，并将其分为五个类别，包括神经假体（侵入性和非侵入性），矫形器件，混合系统，机器人和手臂支撑。只有少数选定的研究全面报告了参与者的特征。有各种各样的结果指标，所有研究都报告了设备上肢功能的改善。结论：这项研究强调，辅助技术可以改善SCI患者上肢的功能。由于因素，例如招募参与者的异质性，广泛的结果指标和所采用的不同技术，因此得出可普遍的结论是一项挑战。
自由选择：了解上肢运动障碍人士在日常生活活动中的输入方式偏好
P1 女 41 先天性多发性关节挛缩 手臂和腿部运动范围和力量受限。不能举起手臂或伸展。 P2 女 23 脑瘫 粗大运动和精细运动困难。 P3 男 35 脊髓损伤（C5） 肩膀以下瘫痪，手指无法屈曲。 P4 女 38 脊髓损伤（C5） 腕部功能尚可，手部不灵活。 P5 男 47 肌营养不良症 力量有限，二头肌极其无力，无法在没有重力的情况下举起手臂。 P6 男 27 脊髓损伤（C4/C5） 一侧腕部伸展，手指无法活动，三头肌无法控制，没有精细运动。 P7 男 24 脑瘫 左臂瘫痪。 P8 男 33 脊髓损伤（C5） 可以使用二头肌，无法使用三头肌，可以锻炼到二头肌中点，再往下则无感觉。双手无精细运动功能。P9 男 22 中风 右臂不能超过 45 度。P10 男 34 脑瘫 手腕、手部难以移动，手臂无法弯曲。
认知分心对脑电信号上肢运动解码的影响
摘要 目的：从脑电信号中解码手部运动对上肢障碍患者的康复和辅助至关重要。现有的从脑电信号中解码手部运动的研究很少考虑干扰因素。然而在实际生活中，患者在使用手部运动解码系统时可能会受到干扰。本文旨在研究认知干扰对运动解码性能的影响。方法：首先利用黎曼流形提取仿射不变特征和高斯朴素贝叶斯分类器（RM-GNBC），提出一种从脑电信号中对认知干扰进行手部运动方向鲁棒解码的方法。然后，利用无干扰和有干扰条件下的实验和模拟脑电数据，比较三种解码方法（包括所提出的方法、切向空间线性判别分析（TSLDA）和基线方法））的解码性能。结果：仿真和实验结果表明，基于黎曼流形的方法（即RM-GNBC和TSLDA）在无认知分心和有认知分心条件下的准确率均高于基线方法，且无认知分心和有认知分心条件下解码准确率的下降幅度小于基线方法。此外，RM-GNBC方法在无认知分心和有认知分心条件下的准确率分别比TSLDA方法高6%（配对t检验，p=0.026）和5%（配对t检验，p=0.137）。结论：结果表明，基于黎曼流形的方法对认知分心具有更高的鲁棒性。意义：本研究有助于开发脑机接口（BCI），以改善现实生活中手部残疾患者的康复和辅助，并为研究分心对其他BCI范式的影响开辟了道路。
基于脑机接口（BMI）的中风后上肢瘫痪神经康复治疗
由于中风后上肢瘫痪的恢复具有挑战性，补偿方法一直是上肢康复的主要重点。然而，基础和临床研究表明大脑的可塑性变化潜力远超乎我们的想象，功能恢复方法已变得越来越普遍。在这些干预措施中，最近发布的中风指南推荐使用强制性运动疗法、特定任务训练、机器人疗法、神经肌肉电刺激 (NMES)、心理练习、镜像疗法和双臂训练。但对于严重的上肢瘫痪，尚未建立有效的治疗方法。在此背景下，人们对将脑机接口 (BMI) 技术应用于上肢康复的兴趣日益浓厚。越来越多的随机对照试验证明了 BMI 神经康复的有效性，一些荟萃分析显示 BMI 疗法具有中等到较大的效果。亚组分析表明，在使用运动尝试而不是运动意象作为 BMI 训练触发任务，并使用 NMES 作为外部设备而非使用其他设备时，亚急性组的干预效果高于慢性组。庆应义塾 BMI 团队开发了一种基于脑电图的神经康复系统，并发表了临床和基础研究，证明其有效性和神经生理机制。为了更广泛地应用，需要明确 BMI 治疗在上肢康复中的定位，将 BMI 商业化为一种易于使用且具有成本效益的医疗设备，并需要开发针对康复专业人员的培训系统。还需要实现选择性调节神经回路的技术突破。（DOI：10.2302/kjm.2022-0002-OA）；Keio J Med ** (*) : **–**, mm yy)
肘部本体感觉替代改善上肢假肢肌电控制：健康受试者和截肢者的实验
摘要背景：目前的肌电假肢缺乏本体感受信息，依靠视觉进行控制。随着非侵入性振动触觉或电触觉反馈的出现，感觉替代技术正在不断发展，但大多数系统都是为抓握或物体辨别而设计的，很少有系统在截肢者身上进行在线控制测试。这项研究的目的是评估一种新型振动触觉反馈对健康受试者和肱骨水平上肢截肢参与者虚拟肘部肌电控制准确性的影响。方法：16 名健康参与者和 7 名肱骨截肢者在不同的反馈条件下对虚拟手臂进行肌电控制：仅视觉 (VIS)、仅振动 (VIB)、视觉加振动 (VIS + VIB) 或根本没有反馈 (NO)。通过离散和前后运动期间的角度误差来评估到达精度。使用 NASA-TLX 问卷评估健康参与者的工作量，并在实验结束时根据偏好对反馈条件进行排序。结果：NO 中的到达误差高于 VIB，表明与无反馈相比，我们的振动触觉反馈提高了性能。VIS 和 VIS + VIB 条件表现出相似的性能水平，产生的错误比 VIB 低。因此，视觉对于保持良好的性能仍然至关重要，这不会因添加振动触觉反馈而改善或恶化。与 VIB 相关的工作量高于 VIS 和 VIS + VIB，两者之间没有差异。62.5% 的健康受试者更喜欢 VIS + VIB 条件，并将 VIS 和 VIB 分别排在第二和第三位。
基于计算机视觉的自适应半自治控制四肢的个体上肢外骨骼
摘要：我们建议使用计算机视觉对上肢外骨骼进行自适应半自治控制，以帮助患有严重四方的用户增加独立性和生活质量。将基于舌的界面与半自主控制一起使用，因此，尽管从颈部瘫痪，但具有完全四倍体的人能够使用它。半自主控制使用计算机视觉来检测附近的物体，并估算如何掌握它们以帮助用户控制外骨骼。测试了三个控制方案：非自主（即使用舌头的手动控制）对照，半自主控制具有固定自治水平的，以及具有基于结合的适应性自治水平的半自主控制。进行了有或没有四肽的实验参与者的研究。根据其性能，对控制方案进行了评估，例如完成给定任务所需的时间和命令数以及用户的评分。研究表明，当使用任何一种半自主控制方案时，性能和用户评分都有明显的改善。自适应半自主控制在某些情况下，在更复杂的任务中，在使用该系统方面进行了更多培训的用户，在某些情况下，固定版本优于固定版本。
专为……设计的上肢外骨骼的效果
在许多工业工作环境中，由于自动化流程和机器人的使用，员工的工作量正在减少。然而，在各种职业中，某些任务和活动仍将手动完成，例如护理和技术行业，这些行业高度个性化、机动性和灵活性非常重要。即使在高度自动化的操作中，例如在汽车行业，人类体力劳动对于某些装配步骤至关重要，员工还不能（目前）被机器人取代（Dengler 和 Matthes，2018 年）。虽然导致肌肉骨骼疾病 (MSD) 的因素有很多种（例如年龄、遗传、心理因素），但其中一个主要促成因素是肌肉骨骼系统的生物力学超负荷，这可以通过定期举起重物或执行单调重复的工作来促进（Marras，2005 年；da Costa 等人，2010 年）。肩关节活动范围大，特别容易受伤和超负荷（Terry and Chopp，2000 年）。例如，在德国，近 24% 的员工需要在工作期间定期搬运重物；16.9% 的员工报告定期以强制姿势工作（例如高空作业）（德国联邦劳工和社会事务部，2019 年）。因此，德国工作场所五分之一的病假是由于肌肉骨骼失调引起的，这并不奇怪。对于 55 岁以上的工人来说，频率甚至更高，为 25
脑机接口机器人训练增强中风患者上肢功能并改变皮质激活：一项功能性近红外光谱研究
结果：与基线相比，BCI 训练和 1 个月随访后观察到更好的功能结果，包括实现 WMFT 满分（1 WMFT 分数 = 12.39 分，F = 30.28，P < 0.001）、WMFT 完成时间（1 WMFT 时间 = 248.39 秒，F = 16.83，P < 0.001）和 FMA 满分（1 FMA-UE = 12.72 分，F = 106.07，P < 0.001）、FMA-WH 分（1 FMA-WH = 5.6 分，F = 35.53，P < 0.001）和 FMA-SE 分（1 FMA-SE = 8.06 分，F = 22.38，P < 0.001）。与基线相比，BCI 训练后患侧 M1 与对侧 M1 之间的 FC 增大（P < 0.05），患侧 M1 与患侧额叶之间的 FC 相同，对侧 M1 与对侧额叶之间的 FC 也增大（P < 0.05）。
“我不想让人们用异样的眼光看我”：为上肢运动障碍人士设计用户定义的颈部以上手势
最近的研究提出了眼睑手势，帮助上肢运动障碍 (UMI) 患者无需手指触摸即可与智能手机互动。然而，这种眼睑手势是由研究人员设计的。目前尚不清楚 UMI 患者想要并能够做出什么样的眼睑手势。此外，其他颈部以上身体部位（例如嘴巴、头部）可用于形成更多手势。我们进行了一项用户研究，其中 17 名 UMI 患者为智能手机上的 26 个常用命令设计了颈部以上手势。我们总共收集了 442 个用户定义的手势，涉及眼睛、嘴巴和头部。参与者更有可能用眼睛做手势，并且更喜欢简单、易记且不太可能引起他人注意的手势。我们进一步进行了一项调查（N=24），以验证这些用户定义手势的可用性和接受度。结果表明，用户定义的手势对于有运动障碍和没有运动障碍的人来说都是可以接受的。
机器人上肢矫形器的意图检测策略：考虑可用性、日常生活应用和用户评价的范围审查
可穿戴机器人上肢矫形器 (ULO) 是辅助或增强用户上肢功能的有前途的工具。虽然这些设备的功能不断增加，但对用户控制可用自由度的意图的稳健和可靠检测仍然是一项重大挑战，也是接受的障碍。作为设备和用户之间的信息接口，意图检测策略 (IDS) 对整个设备的可用性具有至关重要的影响。然而，这方面及其对设备可用性的影响很少根据 ULO 的使用环境进行评估。进行了范围界定文献综述，以确定已通过人类参与者评估的应用于 ULO 的非侵入式 IDS，特别关注与功能和可用性相关的评估方法和发现及其在日常生活中特定使用环境的适用性。共确定了 93 项研究，描述了 29 种不同的 IDS，并根据四级分类方案进行了总结和分类。与所述 IDS 相关的主要用户输入信号是肌电图 (35.6%)，其次是手动触发器，例如按钮、触摸屏或操纵杆 (16.7%)，以及上肢节段的残余运动产生的等长力 (15.1%)。我们确定并讨论了 IDS 在特定使用环境中的优缺点，并强调了在选择最佳 IDS 时性能和复杂性之间的权衡。通过调查评估实践来研究 IDS 的可用性，纳入的研究表明，主要评估了与有效性或效率相关的客观和定量的可用性属性。此外，它强调了缺乏系统的方法来确定 IDS 的可用性是否足够高以适合用于日常生活应用。这项工作强调了针对用户和应用程序选择和评估用于 ULO 的非侵入式 IDS 的重要性。对于该领域的技术开发人员，它进一步提供了有关IDS的选择过程以及相应评估协议的设计的建议。