بازیابی عملکرد دست یکی از چالش برانگیز ترین موضوعات در زمینه ی توانبخشی بعد از سکته ی مغزی می باشد. با وجود این که درمان به کمک روبات ها نتایج خوبی را در دهه های اخیر به دست آورده است، توسعه ی روباتیک برای توانبخشی دست هنوز پیشرفت خوبی نداشته است. مرور های فعلی در رابطه با روباتیک برای توانبخشی بیشتر بر روی طراحی های مکانیکی و یا دیدگاه طراحان و یا الگوهای تمرینی از نظر دیدگاه های بالینی تمرکز دارد، در حالی که این دو قسمت به یکدیگر مرتبط هستند و هر دو برای طراحان و کاربران بالینی، اهمیت دارند. در این مرور، ما مقالات فعلی در رابطه با روباتیک در زمینه ی توانبخشی دست را بررسی می کنیم تا بتوانیم به طراحان کمک کنیم تا در میان بخش های مختلف تصمیم گیری های مناسبی انجام دهند و ازین رو بتوانند موجب ارتقای روباتیک در زمینه ی توانبخشی دست بشوند. مروری بر روی روش های روباتیک برای توانبخشی دست در این مقاله فراهم شده است تا دیدگاه عمومی در مورد رابطه ی بین اهداف، نظریه های توانبخشی ، روبات های توانبخشی دست و ارزیابی آن ها ایجاد شود. سپس، جدیدترین زمینه های روباتیک برای توانبخشی دست به صورت دقیق بر اساس طبقه بندی های سیستم های سخت افزاری و الگوهای تمرینی ارائه می شود. در نتیجه، مباحث مرتبط با طبقه بندی و مرور جامع روباتیک برای توانبخشی دست، فراهم می گردد.
1. پیش زمینه
سکته، که در اثر مرگ سلول های مغزی در اثر مسدود شدن جریان تامین خون در مغز ( سکته ی ایسکمی) و یا خونریزی داخل یا اطراف مغز ( سکته ی در اثر خونریزی) رخ می دهد، یکی از مهم ترین شرایط اورژانسی پزشکی می باشد [1]. سکته می تواند منجر به مرگ یا آسیب های عصبی جدی بشود و یکی از مهم ترین عوامل در ناتوانی های بلند مدت می باشد [1و2]. بر اساس تخمین های سازمان جهانی بهداشت، 15 میلیون نفر هر سال در جهان به سکته ی مغزی دچار می شوند [3]. با وجود این که پیشرفت های فنی در زمینه ی خدمات درمانی، انتظار می رود که رخداد سکته ی مغزی در دهه های بعدی افزایش پیدا کند [4]. هزینه ی درمان و توانبخشی در سکته ی مغزی بسیار گزاف می باشد و در ایالات متحده به مبلغ 34 میلیارد دلار می رسد [5]. بیش از نیمی از کسانی که بعد از سکته ی مغزی زنده می مانند، از مشکلات فلج یک سویه و یا فلج ناقص رنج می برند که در اثر آسیب به سلول های مغزی ایجاد می شود. این بیماران نمی توانند فعالیت های روزانه ی خودشان را به صورت مستقل انجام دهند و به همین دلیل برای انجام دادن فعالیت های روزانه برای زندگی (ADL) نیازمند کمک دیگران هستند مثلا برای غذا خوردن، مراقب های بهداشتی شخصی و جابجایی [6].
The recovery of hand function is one of the most challenging topics in stroke rehabilitation. Although the robot-assisted therapy has got some good results in the latest decades, the development of hand rehabilitation robotics is left behind. Existing reviews of hand rehabilitation robotics focus either on the mechanical design on designers’ view or on the training paradigms on the clinicians’ view, while these two parts are interconnected and both important for designers and clinicians. In this review, we explore the current literature surrounding hand rehabilitation robots, to help designers make better choices among varied components and thus promoting the application of hand rehabilitation robots. An overview of hand rehabilitation robotics is provided in this paper firstly, to give a general view of the relationship between subjects, rehabilitation theories, hand rehabilitation robots, and its evaluation. Secondly, the state of the art hand rehabilitation robotics is introduced in detail according to the classification of the hardware system and the training paradigm. As a result, the discussion gives available arguments behind the classification and comprehensive overview of hand rehabilitation robotics.
1. Background
Stroke, caused by death of brain cells as a result of blockage of a blood vessel supplying the brain (ischemic stroke) or bleeding into or around the brain (hemorrhagic stroke), is a serious medical emergency [1]. Stroke can result in death or substantial neural damage and is a principal contributor to long-term disabilities [1, 2]. According to the World Health Organization estimates, 15 million people suffer stroke worldwide each year [3]. Although technology advances in health care, the incidence of stroke is expected to rise over the next decades [4]. The expense on both caring and rehabilitation is enormous which reaches $34 billion per year in the US [5]. More than half of stroke survivors experience some level of lasting hemiparesis or hemiplegia resulting from the damage to neural tissues. These patients are not able to perform daily activities independently and thus have to rely on human assistance for basic activities of daily living (ADL) like feeding, self-care, and mobility [6].
1. پیش زمینه
2. مروری بر روی روباتیک در توانبخشی دست
2.1 مرور
2.2 الزامات
3. طبقه بندی روبات های توانبخشی دست
3.1 سیستم های سخت افزاری
3.2 نوع روبات
3.3 فعال سازی
3.4 انتقال
3.5 سنسور ها
4. الگوهای تمرین
4.1 روش های تمرین
5. الگوی حرکتی
5.1 حرکات در سطح کاربردی
5.2 حرکات در سطح فعالیت
6. تعامل های بین انسان و روبات
6.1 الگوی القا
6.2 قصد حرکت به صورت قابل شناسایی
6.3 بازخورد کاربر
7. مباحث
8. محدودیت های عمومی
8.1 سیستم های سخت افزاری
8.2 الگوهای تمرین
منابع
1. Background
2. An Overview of Hand Rehabilitation Robotics
2.1. Overview
2.2. Requirements
3. Classification of Hand Rehabilitation Robots
3.1. Hardware System
3.2. Robot Type
3.3. Actuation
3.4. Transmission
3.5. Sensor
4. Training Paradigm
4.1. Training Modality
5. Patterns of Movement
5.1. Movement on Functional Level
5.2. Movement on Activity Level
6. Human-Robot Interaction
6.1. Patterns of Induction
6.2. Detectable Intention
6.3. User Feedback
7. Discussion
8. General Limitation
8.1. Hardware System
8.2. Training Paradigm