基于腱驱动的腕部外展-内收关节提升5自由度上肢外骨骼性能——实现与实验评估

腕部功能对于完成日常生活活动（ADLs）至关重要。然而，关于上肢外骨骼（ULE）中腕部外展-内收（Ab-Ad）关节辅助功能影响的实验证据有限。本研究评估了在支持严重运动功能受限者的5自由度（DoF）ULE（EXOTIC2外骨骼）中实现主动腕部Ab-Ad关节的效果。方法：将一个紧凑轻量的腕部模块集成到EXOTIC外骨骼中，该模块采用腱驱动实现外展和弹簧驱动实现内收。8名无运动功能障碍的成年者在随机化的腕部启用和腕部锁定条件下完成饮水和抓挠任务，并对一名患有肌萎缩性肌营养不良（ALS）患者进行了初步可行性测试。评估了肢体动力学和任务绩效指标，包括腕部范围运动、任务完成时间、溢出量和 leveling 指标。结果：实现腕部Ab-Ad自由度后，任务成功指标得到改善。饮水任务中的溢出事件发生率从56%降至3%，抓挠任务的leveling成功率从28%提升至75%。结论：集成腕部Ab-Ad辅助功能在不增加执行时间的前提下改善了关键功能任务结果。意义在于，本研究提供了实验证据，表明主动腕Ab-Ad控制可提升外骨骼辅助日常生活活动中的任务水平性能。