CN113260340A - 矫形系统与受损身体部位的康复 - Google Patents

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Abstract

使(例如，中风患者的)受损身体部位康复，包括使用矫形系统的系统和方法，该矫形系统被配置成附接到受损身体部位以及移动或协助受损身体部位的移动。控制系统被配置成以如下模式操作矫形系统，在该模式中，矫形系统首先允许主体以预定运动有意识地移动或尝试有意识地移动受损身体部位，然后操作以移动或协助受损身体部位的预定运动。其他操作模式包括：脑机接口操作模式；以及一模式，在该模式中矫形系统以连续被动操作模式操作，包括多次重复的锻炼以移动受损身体部位。附加的矫形特征包括手接口组件、柔性中间构件和力感测模块。

Description

矫形系统与受损身体部位的康复
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月11日提交的美国临时申请序列第62/914,162号的权益，该申请的内容通过引用完全并入本文。
技术领域
本说明书涉及矫形系统和受损肢体的康复，例如，由于半球中风事件而受损的上肢康复。
背景技术
存在矫形设备设计，其操作以移动或协助主体的身体部位(例如，人体的上肢或下肢)的移动。一些矫形设备设计被设计成用于使受损的身体部位(诸如中风事件引起的损伤)康复。
脑机接口(BCI)技术涉及脑信号的采集和解释，以确定产生脑信号的人的意图，并涉及使用确定的意图来执行预期的任务。BCI技术已经与受损身体部位(诸如由于中风事件而受损的手臂和手功能之类的上肢身体部位的康复)的康复结合进行了探索。
用于受损身体部位的基于BCI的系统的示例包括授予Leuthardt等人的美国专利第9,730,816号中的描述(’816专利)，经本专利申请的受让人许可，其内容通过引用并入本文。’816专利描述了使用BCI技术来协助偏瘫主体，或者换句话说，遭受单侧中风脑损伤并因此在或主要在脑的一个半球受伤的主体。对于该病人，脑的另一个半球可以是正常的。’816专利描述了同侧控制的想法，其中来自脑一侧的脑信号适于在BCI训练过程中用于控制身体同一侧上的身体功能。用于受损身体部位的基于BCI的系统的附加示例包括授予Leuthardt等人的美国专利第9,539,118号中的描述(’118专利)，与本专利申请共同转让，其内容通过引用并入本文。’118专利描述了可穿戴矫形设备设计，该设计操作以移动或协助受损身体部位(例如，由于中风事件而受损)的移动，以及’118专利中描述的其他情况。例如，’118专利描述了使用可穿戴矫形设备的受损手指(包括上肢和下肢在内的其他身体部位)的康复方法，该可穿戴矫形设备进行操作以移动或协助受损身体部位的移动，并是使用BCI进行控制的。’118专利进一步阐述了基于BCI的康复技术，该技术利用脑可塑性“重新连接(rewire)”脑，以实现对受损身体部位的运动控制。
矫形已使用各种机制来完成受损身体部位的移动和/或协助受损身体部位的移动。一种此类机制是将矫形设备的活动的可移动部分物理地附接或固定到要移动或要协助移动的身体部位。固定到身体部位的矫形设备的活动的可移动部分然后可以被启动以通过电机或某种其他形式的致动来移动，并且因此完成或协助固定到可移动部分的受损身体部位的移动。用于完成或协助身体部位移动的另一种此类机制是通过一种称为功能性电刺激(“FES”)的技术，该技术涉及对肌肉施加温和的电刺激，以帮助肌肉移动或更好地移动。
受损身体部位的康复还可以涉及对受损身体部位施加连续被动运动(“CPM”)，其中身体部位在主体的该部位无意志的情况下被移动。在许多情况下，治疗师可以手动将CPM施加于患者，实质上是“工作”身体部位以使其康复。此外，存在设计成用于将CPM施加于身体部位以使该身体部位康复的各种机器。
尽管存在各种矫形设备设计和利用各种矫形设备设计的康复系统和技术，但仍有很大的改进空间以实现改善的康复结果。
发明内容
本说明书描述了用于身体部位的移动和/或康复的系统、设备和方法，例如，由于半球中风事件而受损的上肢的康复。
在一个方面，提供了一种用于使主体的受损身体部位康复的系统。康复系统包括：脑信号采集系统，配置成用于从主体收集脑信号；矫形系统，配置成附接到受损身体部位以及移动或协助受损身体部位的移动；以及控制系统，配置成用于以下列各项操作矫形系统：(a)第一模式，其中矫形系统基于根据脑信号的分析确定的主体的意图来操作以移动或协助受损身体部位的移动，以及(b)第二模式，其中矫形系统操作以移动受损身体部位。
在各实施方式中，康复系统可包括以下中的一个或多个。当在第二模式下操作时，矫形系统可以操作以在多次重复锻炼中移动受损身体。第二模式可以是连续被动操作模式。
控制系统可以进一步被配置成以(c)第三模式操作矫形系统，其中矫形系统首先允许主体以预定运动移动或尝试移动受损身体部位，然后操作以移动或协助受损身体部位的预定运动。当矫形系统在第三模式下操作时，可以响应于控制系统检测到受损身体部位尚未完成预定运动而操作以移动或协助受损身体部位的预定运动，操作以移动或协助受损身体部位的预定运动。在该情况下，控制系统可以被配置成通过确定在预定时间段内是否发生了预定运动来检测受损身体部位尚未完成预定运动，和/或控制系统可以被配置成通过确定预定运动是否已经发生到预定程度来检测受损身体部位尚未完成预定运动。预定程度可以与受损身体部位的预定伸展量相对应。对于操作的第三模式，控制系统可以被配置成发送提示以向主体指示以预定运动开始移动或尝试移动受损身体部位。此外，控制系统可以被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内开始来检测受损身体部位尚未完成预定运动。
康复系统可用于受损身体部位由于主体经历的中风事件而受损的情况。矫形设备可以被配置成佩戴在主体的手上并且操作以移动或协助手的移动。矫形设备可以被配置成使用电机致动的致动来操作以移动或协助受损身体部位的移动。矫形设备可以被配置成使用功能性电刺激来操作以移动或协助受损身体部位的移动。
在第二方面，提供了一种用于康复主体的受损身体部位的康复系统，其包括：被配置成附接到受损身体部位以及移动或协助受损身体部位的移动的矫形系统；以及被配置成在自主移动模式下操作矫形系统的控制系统，其中矫形系统首先允许主体以预定运动有意志地移动或尝试有意志地移动受损身体部位，并且然后操作以移动或协助受损身体部位的预定运动。
在各实施方式中，该第二方面的康复系统可包括以下中的一个或多个。矫形系统可以响应于控制系统检测到受损身体部位尚未完成预定运动而操作以移动或协助受损身体部位的预定运动。控制系统可以被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内发生来检测受损身体部位尚未完成预定运动。控制系统可以被配置成通过确定预定运动是否已经发生到预定程度来检测受损身体部位尚未完成预定运动，该预定程度可以与受损身体部位的预定伸展量相对应。控制系统可以被配置成发送提示以向主体指示以预定运动开始移动或尝试移动受损身体部位。控制系统可以被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内开始来检测受损身体部位尚未完成预定运动。此外，康复系统可以进一步包括脑信号采集系统，其被配置成从主体收集脑信号，并且在该情况下，控制系统可以进一步被配置成在一种模式下操作，在该模式中，矫形系统基于根据对脑信号的分析确定的主体的意图来操作以移动或协助受损身体部位的移动。
康复系统可用于受损身体部位由于主体经历的中风事件而受损的情况。矫形设备可以被配置成佩戴在主体的手上以及操作以移动或协助手的移动。矫形设备可以被配置成使用电机致动的致动来操作以移动或协助受损身体部位的移动。矫形设备可以被配置成使用功能性电刺激来操作以移动或协助受损身体部位的移动。
在第三方面，提供了一种用于使主体的受损身体部位康复的康复系统。在该情况下，康复系统包括：脑信号采集系统，该脑信号采集系统被配置成从主体收集脑信号；矫形系统，该矫形系统被配置成附接到受损身体部位以及移动或协助受损身体部位的移动；以及控制系统，该控制系统被配置成用于以下列各项操作矫形系统：(a)第一模式，其中矫形系统基于根据脑信号的分析确定的主体的意图来操作以移动或协助受损身体部位的移动、(b)第二模式，其中矫形系统以连续被动操作模式操作，包括多次重复运动以移动受损身体部位、以及(c)第三模式，其中矫形系统首先允许主体以预定运动移动或尝试移动受损身体部位，然后操作以移动或协助受损身体部位的预定运动。
在各实施方式中，该第三方面的康复系统可包括以下中的一个或多个。受损身体部位可能由于主体经历的中风事件而受损。矫形设备可以被配置成佩戴在主体的手上以及操作以移动或协助手的移动。此外，矫形设备可以被配置成使用电机致动的致动来操作以移动或协助受损身体部位的移动。还可以结合康复系统的该第三方面来提供上述结合康复的第一方面和第二方面的附加特征和细节。
在第四方面中，为主体提供矫形设备。矫形设备包括：主壳体组件，该主壳体组件被配置成佩戴在主体的上肢上并且包括电机机构，该电机机构被配置成致动主体上肢的身体部位的移动，该身体部位接口组件被配置成固定在上肢的一部分并在电机机构的致动下引起固定身体部位的弯曲和延伸运动；以及插入主壳体组件与身体部位接口组件之间的柔性中间构件，其中柔性中间构件被配置成响应于电机机构的致动而弯曲或延伸，以使身体部位接口组件弯曲或延伸该固定身体部位。
在各实施方式中，该第四方面的矫形设备可包括以下中的一个或多个。主壳体组件可被配置成佩戴在主体的上肢的前臂上，身体部位可以是主体的上肢的至少一个手指，并且身体部位接口组件可以是手指和/或拇指接口组件，该手指和/或拇指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指和/或拇指能够围绕与该手指和/或拇指相关联的关节进行延伸和弯曲移动的方式固定到主体的上肢的至少一个手指和/或拇指。替代地，主壳体组件可被配置成完全或部分地佩戴在主体的上肢的手上，在该情况下身体部位可以是主体的上肢的至少一个手指(digit)(至少一个手指(finger)和/或拇指)，并且身体部位接口组件可以是手指和/或拇指接口组件，该手指和/或拇指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指和/或拇指能够围绕与该手指和/或拇指相关联的关节进行延伸和弯曲移动的方式固定到主体的上肢的至少一个手指和/或拇指。此外，主壳体组件可被配置成佩戴在主体的上肢的前臂上，身体部位可以是主体的上肢的手，并且身体部位接口组件可被配置成以使得手能够围绕手腕和相对于前臂进行延伸和弯曲移动的方式固定到主体的上肢的手上。
此外，矫形设备可被配置成使得当佩戴时，柔性中间构件跨越主体的指关节。在该情况下，矫形设备被进一步配置成使得当佩戴时，柔性中间构件在柔性中间构件的弯曲和延伸期间在主体的指关节上方保持间隔关系。柔性中间构件可包括多个挡板构件，其中当矫形设备被主体佩戴时，每个挡板构件大体垂直于沿着主体前臂的长度的轴线定向。矫形设备还可包括推拉线，该推拉线纵向延伸穿过每个挡板构件并且连接在主壳体组件的电机机构与身体部位接口组件之间。每个挡板构件可具有推拉线延伸穿过的开口，其中每个开口与其他挡板构件的开口对齐。电机机构可被配置成推动或拉动推拉线以使得挡板构件相对于彼此延伸或压缩，以使得身体部位接口组件向下或向上旋转。电机机构包括线性致动器。
更进一步地，矫形设备可被配置成使得电机机构推动推拉线可以导致柔性中间构件的挡板构件的上部彼此远离地延伸并且身体部位接口组件向下旋转。矫形设备可被配置成使得电机机构拉动推拉线导致柔性中间构件的挡板构件的上部朝向彼此压缩并且身体部位接口组件向上旋转。柔性中间构件可包括附接到每个挡板构件的底表面的平坦底部结构，使得每个挡板构件的相对顶表面相对于彼此自由地压缩或膨胀。在该情况下，即使挡板构件的上部因推拉线的操作而被延伸和压缩，平坦底部结构可以在挡板构件的底部处保持多个挡板构件中的每一个之间的间距。
第五方面，提供了一种主体的康复系统，其中该康复系统包括:被配置成用于从主体收集脑信号的脑信号采集装置；以及矫形设备。矫形设备包括：主壳体组件，该主壳体组件被配置成佩戴在主体的上肢上并且包括电机机构，该电机机构被配置成响应于脑信号而致动主体上肢的身体部位的移动，该身体部位接口组件被配置成固定在上肢的一部分并在电机机构的致动下引起固定身体部位的弯曲和延伸运动；以及插入主壳体组件与身体部位接口组件之间的柔性中间构件，其中柔性中间构件被配置成响应于电机机构的致动而弯曲或延伸，以使身体部位接口组件弯曲或延伸该固定身体部位。
在各实施方式中，该第五方面的康复系统可包括以下中的一个或多个。就康复系统的矫形系统而言，主壳体组件可被配置成佩戴在主体的上肢的前臂上，身体部位可以是主体的上肢的至少一个手指，并且身体部位接口组件可以是手指和/或拇指接口组件，该手指和/或拇指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指和/或拇指能够围绕与该手指和/或拇指相关联的关节进行延伸和弯曲移动的方式固定到主体的上肢的至少一个手指和/或拇指。替代地，主壳体组件可被配置成完全或部分地佩戴在主体的上肢的手上，在该情况下身体部位可以是主体的上肢的至少一个手指(digit)(至少一个手指(finger)和/或拇指)，并且身体部位接口组件可以是手指和/或拇指接口组件，该手指和/或拇指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指和/或拇指能够围绕与该手指和/或拇指相关联的关节进行延伸和弯曲移动的方式固定到主体的上肢的至少一个手指和/或拇指。此外，主壳体组件可被配置成佩戴在主体的上肢的前臂上，身体部位可以是主体的上肢的手，并且身体部位接口组件可被配置成以使得手能够围绕手腕和相对于前臂进行延伸和弯曲移动的方式固定到主体的上肢的手上。
此外，康复系统的矫形设备可被配置成使得当佩戴时，柔性中间构件跨越主体的指关节。在该情况下，矫形设备被进一步配置成使得当佩戴时，柔性中间构件在柔性中间构件的弯曲和延伸期间在主体的指关节上方保持间隔关系。柔性中间构件可包括多个挡板构件，其中当矫形设备被主体佩戴时，每个挡板构件大体垂直于沿着主体前臂的长度的轴线定向。矫形设备还可包括推拉线，该推拉线纵向延伸穿过每个挡板构件并且连接在主壳体组件的电机机构与身体部位接口组件之间。每个挡板构件可具有推拉线延伸穿过的开口，其中每个开口与其他挡板构件的开口对齐。电机机构可被配置成推动或拉动推拉线以使得挡板构件相对于彼此延伸或压缩，以使得身体部位接口组件向下或向上旋转。电机机构包括线性致动器。
更进一步地，康复系统的矫形设备可被配置成使得电机机构推动推拉线可以导致柔性中间构件的挡板构件的上部彼此远离地延伸并且身体部位接口组件向下旋转。矫形设备可被配置成使得电机机构拉动推拉线导致柔性中间构件的挡板构件的上部朝向彼此压缩并且身体部位接口组件向上旋转。柔性中间构件可包括附接到每个挡板构件的底表面的平坦底部结构，使得每个挡板构件的相对顶表面相对于彼此自由地压缩或膨胀。在该情况下，即使挡板构件的上部因推拉线的操作被延伸和压缩，平坦底部结构可以在挡板构件的底部处保持多个挡板构件中的每一个之间的间距。
在第六方面，提供了一种主体的矫形设备，其包括配置成佩戴在主体的上肢上并且包括配置成致动主体的至少一个手指的移动的电机机构的主壳体组件，以及手指接口组件，该手指接口组件连接到主壳体组件，并被配置成固定到主体的至少一个手指上并被配置成在由电机机构致动时引起至少一个固定手指的弯曲和延伸运动。矫形设备还使至少一个手指不固定到矫形设备，该至少一个手指不是固定到手指撑杆组件的至少一个手指。
在各实施方式中，该第六方面的矫形设备可包括以下中的一个或多个。矫形设备可包括拇指接口组件，该拇指接口组件被配置成将主体的拇指保持在延伸位置。手指接口组件可被配置成固定到主体的两个手指(例如，食指和中指)。手指接口组件可被配置成在固定主体的两个手指的同时允许主体的两个未固定的手指自由运动。手指接口组件可被配置成响应于至少一个固定手指的弯曲和延伸运动，相对于矫形设备的其余部分沿着沿至少一个固定手指的长度的轴线纵向地滑动。在该情况下，手指接口组件可包括在手指接口组件的上表面处的套筒轴承，该套筒轴承被配置成与矫形设备的单独部分的相对应套筒托架配合，使得套筒轴承沿着该套筒托架滑动。套筒轴承可包括大致平坦的矩形底板和从底板向上延伸的多个导轨，这些导轨被配置成与套筒托架配合。手指接口组件可包括被配置成接触主体的至少一个固定手指的手指撑杆泡沫垫。手指接口组件可以具有至少一个开口，该开口被配置成接收用于将手指接口组件固定到至少一个固定手指的至少一个束带。
第七方面，提供了一种主体的康复系统，其包括：被配置成用于从主体收集脑信号的脑信号采集装置；以及矫形设备。该康复系统的矫形设备包括配置成佩戴在主体的上肢上并且包括配置成致动主体的手的移动的电机机构的主壳体组件；以及手指接口组件，该手指接口组件连接到主壳体组件，并被配置成固定到主体的至少一个手指上并被配置成在由电机机构致动时引起至少一个固定手指的弯曲和延伸运动。矫形设备被配置成使至少一个手指不固定到矫形设备，该至少一个手指不是固定到手指撑杆组件的至少一个手指。
在各实施方式中，该第七方面的康复系统可包括以下中的一个或多个。就康复系统的矫形系统而言，矫形设备可包括拇指接口组件，该拇指接口组件被配置成将主体的拇指保持在延伸位置。手指接口组件可被配置成固定到主体的两个手指(例如，食指和中指)。手指接口组件可被配置成在固定主体的两个手指的同时允许主体的两个未固定的手指自由运动。手指接口组件可被配置成响应于至少一个固定手指的弯曲和延伸运动，相对于矫形设备的其余部分沿着沿至少一个固定手指的长度的轴线纵向地滑动。在该情况下，手指接口组件可包括在手指接口组件的上表面处的套筒轴承，该套筒轴承被配置成与矫形设备的单独部分的相对应套筒托架配合，使得套筒轴承沿着该套筒托架滑动。套筒轴承可包括大致平坦的矩形底板和从底板向上延伸的多个导轨，这些导轨被配置成与套筒托架配合。手指接口组件可包括被配置成接触主体的至少一个固定手指的手指撑杆泡沫垫。手指接口组件可以具有至少一个开口，该开口被配置成接收用于将手指接口组件固定到至少一个固定手指的至少一个束带。
在第八方面，提供了一种用于移动或协助主体的身体部位的移动的系统。该系统包括被配置成固定到身体部位的身体部位接口；连接到身体部位接口以移动身体部位接口来引起身体部位的弯曲或延伸移动的电机致动组件；以及力感测模块，该力感测模块被配置成测量施加在身体部位接口与电机致动组件之间的力，以确定主体的身体部位的有意识弯曲和有意识延伸移动中的至少一种。
在各实施方式中，该第八方面的系统可包括以下中的一个或多个。力感测模块可包括多个力传感器、至少一个力感测电阻器和/或至少一个负载单元力传感器。
电机致动组件和身体部位接口可以枢转地连接，使得电机致动组件和身体部位接口被配置成相对于彼此枢转，使得身体部位接口被配置成在第一方向和与第一方向相反的第二方向上旋转。在具有多个力传感器的情况下，这可包括第一力传感器和第二力传感器，并且电机致动组件可被配置成当电机致动组件在第一方向上旋转身体部位接口时使力施加到第一力传感器，并且当电机致动组件在第二方向上旋转身体部位接口时使力施加到第二力传感器。电机致动组件或身体部位接口组件中的一个可包括具有上表面和与上表面相对的下表面的延伸构件。
第一力传感器可以位于上表面上，而第二力传感器可以位于延伸构件的下表面上。上表面上的第一力传感器可以与设置在电机致动组件或身体部位接口组件中不具有延伸构件的一个上的面向下的结构对齐，其中当电机致动组件和身体部位接口在第一方向上相对于彼此枢转时，第一力传感器可以被施加抵靠在面向下的结构。下表面上的第二力传感器可以与设置在电机致动组件或身体部位接口组件中不具有延伸构件的一个上的面向上的结构对齐，其中当电机致动组件和身体部位接口在第二方向上相对于彼此枢转时，第二力传感器可以被施加抵靠在面向上的结构。
该第八方面的系统可被配置成使得第一力传感器被用于检测电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时主体对延伸运动提供很少贡献或没有贡献，和/或用于检测主体何时有意识地引起固定身体部位的弯曲运动，以及何时电机致动组件不操作以移动或协助弯曲运动。此外，该系统可被配置成使得第一力传感器用于检测电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时主体对弯曲运动提供很少贡献或没有贡献，和/或用于检测主体何时有意识地引起固定身体部位的延伸运动，以及何时电机致动组件不操作以移动或协助延伸运动。
此外，该系统可以是配置成佩戴在主体的上肢上的矫形设备，并且身体部位可以与主体的手(例如，上肢的手指、拇指、手/腕、肘或肩或者下肢的身体部位)相关联。
在第九方面中，提供了一种康复系统，其包括被配置成从主体收集脑信号的脑信号采集设备；以及矫形系统，用于响应于脑信号而移动或协助主体的身体部位的移动。该矫形系统包括被配置成固定到身体部位的身体部位接口；连接到身体部位接口以移动身体部位接口来引起身体部位的弯曲或延伸移动的电机驱动组件；以及力感测模块，该力感测模块被配置成测量施加在身体部位接口与电机致动组件之间的力，以确定主体的身体部位的自主弯曲和自主延伸移动。
在各实施方式中，该第九方面的康复系统可包括以下中的一个或多个。就康复系统的矫形系统而言，力感测模块可包括多个力传感器、至少一个力感测电阻器和/或至少一个负载单元力传感器。电机致动组件和身体部位接口可以枢转地连接，使得电机致动组件和身体部位接口被配置成相对于彼此枢转，使得身体部位接口被配置成在第一方向和与第一方向相反的第二方向上旋转。在具有多个力传感器的情况下，这可包括第一力传感器和第二力传感器，并且电机致动组件可被配置成当电机致动组件在第一方向上旋转身体部位接口时使力施加到第一力传感器，并且当电机致动组件在第二方向上旋转身体部位接口时使力施加到第二力传感器。电机致动组件或身体部位接口组件中的一个可包括具有上表面和与上表面相对的下表面的延伸构件。
第一力传感器可以位于上表面上，而第二力传感器可以位于延伸构件的下表面上。上表面上的第一力传感器可以与设置在电机致动组件或身体部位接口组件中不具有延伸构件的一个上的面向下的结构对齐，其中当电机致动组件和身体部位接口在第一方向上相对于彼此枢转时，第一力传感器可以被施加抵靠在面向下的结构。下表面上的第二力传感器可以与设置在电机致动组件或身体部位接口组件中不具有延伸构件的一个上的面向上的结构对齐，其中当电机致动组件和身体部位接口在第二方向上相对于彼此枢转时，第二力传感器可以被施加抵靠在面向上的结构。
该第九方面的康复系统可被配置成使得第一力传感器用于检测电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时主体对延伸运动提供很少贡献或没有贡献，和/或用于检测主体何时有意识地引起固定身体部位的弯曲运动，以及何时电机致动组件不操作以移动或协助弯曲运动。此外，该系统可被配置成使得第一力传感器用于检测电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时主体对弯曲运动提供很少贡献或没有贡献，和/或用于检测主体何时有意识地引起固定身体部位的延伸运动，以及何时电机致动组件不操作以移动或协助延伸运动。
此外，该康复系统可包括配置成佩戴在主体的上肢上的矫形设备，并且身体部位可以与主体的手(例如，上肢的手指、拇指、手/腕、肘或肩或者下肢的身体部位)相关联。
以下附图和描述阐述了本发明的一个或多个实施例的细节。本公开的其他特征、对象以及优点将根据说明书、附图以及权利要求书而显而易见。
附图说明
图1A是用于康复受损身体部位(在该示例中为手)的康复系统的图。
图1B是在图1A的系统中使用的并且以脑电图(EEG)头戴式耳机的形式的脑信号采集系统的图，所示为佩戴在主体的头部上。
图1C是在图1A的系统中使用的平板计算机形式的本地和移动计算系统的图。
图1D是在图1A的系统中使用的可穿戴矫形设备的图，所示为佩戴在主体的左前臂和手上。
图2A是与图1D的设备类似的矫形设备的图，但适于佩戴在主体的右前臂和手上而不是左侧，该矫形设备显示处于延伸位置，其中附接在矫形设备上的主体的右手的食指和中指处于延伸位置。
图2B是与图1D的设备类似的矫形设备的图，但适于佩戴在主体的右前臂和手上而不是左侧，该矫形设备显示处于延伸位置，其中附接在矫形设备上的主体的右手的食指和中指处于延伸位置。
图3A是示出图1A的康复系统的部件之间的关系的总体框图。
图3B是使用图1A的康复系统的过程的流程图。
图3C是例如在图3B的过程内执行治疗会话的过程的流程图。
图4A-图4G是示出可以在图1A的康复系统中使用的矫形设备的实施例的细节的图。
图5A-图5F是也如图4A-4G中所示矫形设备的示意图，但为了清晰起见，没有手指撑杆部件。
图6A-图6H是示出包括在图4A-图4G和图5A-图5F中所示的矫形设备中的连接/力感测模块组件的结构和操作的进一步细节的图。
图7A-图7B是示出包括在图4A-图4G和图5A-图5F中所示的矫形设备中的手指撑杆部件的结构的进一步细节的图。
图7C是示出包括在图4A-图4G和图5A-图5F中所示的矫形设备中的拇指撑杆部件的结构的外部的进一步细节的图。
图8A-图8C是示出康复系统的架构和操作的实施例的系统和流程图。
图9是矫形设备的另一个实施例的图，所示为不完整以示出负载单元力感测的使用。
图10示出了可以在本说明书中描述的方法和设备中使用的示例计算设备和移动计算设备。
各个附图中相同的附图标记和命名指示相同的要素。
具体实施方式
本说明书描述了用于受损肢体的改善康复的系统、设备和方法，例如，用于由于半球中风事件而受损的上肢的改善康复。虽然本说明书中将详细描述中风康复，但本说明书中描述的技术具有比中风康复更广泛的适用性。
如图1A中所示的一个示例实施方式是康复系统100，其适合于例如经历脑损伤(例如，中风、外伤、感染、出血、新生儿畸形、脑瘫、神经退行性)的患者102使用以使患者运动控制受损的手得以康复。通常，康复系统100包括：(i)脑信号采集系统104，在该示例中其是具有多个表面电极的头戴式耳机，这些表面电极从与脑相邻的患者皮肤上的多个不同且分布的表面位置采集脑电图(EEG)脑信号，从而实现与康复设备100的脑机接口(“BCI”)操作模式；(ii)矫形设备106，其被设计和配置成完全可佩戴在患者的前臂和手108(在该示例中，左前臂和手108)上，并且被设计和配置成固定到受损身体部位(在该情况下，手)并引起移动或协助引起受损手的移动；(iii)本地计算系统110，其具有一个或多个相关联的应用程序和用户显示设备112，以提供用于设置、执行康复会话和监控进度的指令、指导、提示和信息；(iv)本地网络路由器设备114，其通过本地设备和信息向远程系统或外部系统提供网络连接；以及(v)网络可访问的中央康复管理计算系统116，其可以用于康复系统100的本地方面的设置和持续操作和监测，并且可以位于远离患者执行康复活动的位置(例如，在医疗保健机构(例如，医院、诊所等)或某些其他类型的机构(诸如康复服务提供者))。
如图1A中所示的以及图1B中更详细所示的脑信号采集系统104在该示例中可以是市售的干电极EEG头戴式耳机，型号DSI 7，由加利福尼亚州圣地亚哥的可穿戴感测LLC市售和销售。脑信号采集系统104采集脑信号、执行低级信号处理，并且(例如，无线地)传输EEG脑信号以由矫形设备108直接或经由本地计算系统112接收，用于由嵌入矫形设备108内的计算机系统进行进一步处理。或者，所采集的EEG脑信号可被传输到本地计算系统112并由其进一步处理，然后本地计算系统112可将控制信号发送到矫形设备118以由该矫形设备118实现动作。
EEG脑信号可由采集系统104(如在该示例中，使用作为采集系统104的一部分的多个排列的表面电极118)采集。表面电极118中的每一个位于相对应臂的末端，该相对应臂从采集系统104的壳体延伸到远侧位置，使得当采集系统104被患者佩戴时，电极118可以定位成搁置在患者脑附近的皮肤上。虽然图1A和图1B示例中的脑信号采集系统是干式EEG电极系统，但是替代地可以使用湿式EEG电极系统，在湿式EEG电极系统的情况下，电极118可以在施加到患者皮肤之前通过将液体或凝胶施加到电极118而弄湿，这可增加患者皮肤的电导率并允许在某些情况下更准确地检测和记录脑信号。
虽然在图1中示出脑信号采集系统104仅从患者102的一侧，但其可包括电极118，该电极118被设计成定位在患者头部的两侧上以从脑的两侧采集脑信号。也就是说，在患者遭受单侧中风事件的一些应用中，其中脑的一个半球受到负面影响或损坏，但另一半球保持有效和/或健康，可仅由患者脑未受影响的半球生成有用的脑信号活动，该半球可与其运动控制已受到中风事件的不利影响的肢体位于身体的同一侧，或同侧。在此类情况下，与患者针对同所采集的脑信号相同的身体一侧上的身体部位的移动的运动控制意图相关联的同侧脑信号，可以(在脑信号频率、位置、幅度方面)不同于与患者针对同所采集的脑信号相对的身体一侧上的身体部位的移动的运动控制意图相关联的对侧脑信号，如Leuthardt等人的美国专利第9,730,816号(’816专利)中所描述的，该专利通过引用并入本文。在某些情况下，从与受损身体部位位于身体的同一侧的患者的脑未受影响的半球采集“同侧”脑信号仅是可能的，或者在某些情况下是充分的。在此类情况下，脑信号采集系统104可以被设计和适配成仅从患者脑的一侧采集脑信号。在其他情况下，(在身体与受影响的身体部位的相对侧上的)对侧脑信号也可能充分存在和可检测，并且因此可以在康复过程中采集和利用，从而利用脑可塑性或重新连接的概念来建立新的连接以在中风事件后实现运动控制的改善。
尽管在图1A示例中示出了具有皮肤表面电极的基于EEG的脑信号采集系统104，其他脑信号采集系统可替代地与本文所述的BCI设备、系统和方法结合使用。例如，可以使用具有可植入电极的采集系统。例如，可以使用皮层电描记术(ECOG)电极并将其植入患者的颅骨下并定位，使得电极搁置在脑表面上但不穿透到脑组织中。可以替代地使用的另一个示例电极系统是“点式”电极系统，其也被植入患者的颅骨下方，但是该类型的电极系统具有穿透到脑组织中的电极尖端。通常，此类“点式”植入的电极系统包括许多叉头，这些叉头被设计成使得每个叉头在不同位置穿透到脑组织中。
可植入电极可能比表面EEG电极更需要，因为所采集的脑信号可包含关于患者意图的更多信息内容。例如，利用可植入电极，可以区分与患者每一个手指的移动有关的意图，而使用表面EEG电极采集的脑信号，这是不可能的，或者至少更困难。也就是说，因为颅骨可阻止或抑制部分脑信号，尤其是较高频率的脑信号。也就是说，将认识到可植入电极具有需要医疗程序来植入电极的潜在缺点。此外，处理和分析经由EEG电极(包括本文所描述的电极)捕获的脑信号的进展使EEG基础系统在基于BCI的康复中更有用。
如前所述，图1A的可穿戴矫形设备106(也在图1D中更详细地示出)可以接收(例如，无线地)传输的信号，该信号包含关于由采集系统104采集的脑信号的信息。矫形设备106然后可以使用嵌入式处理装备处理那些接收到的信号以确定患者意图，并且根据某些检测到的患者意图通过矫形设备106的机器人或电机驱动动作引起或协助患者的手和/或手指的移动。如前所述，矫形设备106可以直接从脑信号采集系统104接收脑信号信息以进行处理，或者可替代地可经由本地计算系统110(在后一个示例中该本地计算系统110可以从脑信号采集系统104接收脑信号信息，将脑信号信息本地存储在本地计算系统112中以供记录，并将脑信号信息无线且实时地重新传输到矫形设备106以供进一步处理以激发矫形的控制功能)。
可穿戴矫形设备106(具体地在图1A和图1D的示例中)被设计并适配成协助患者手指的移动，具体地是食指120(在图1D中标记)和相邻的中指(在图1A和1D中未示出)，这两个手指都通过手指撑杆部件122牢固地附接到矫形设备106。具体地，由图1A和图1D的矫形设备106实现的特定移动是手指撑杆部件122的延伸(打开)和弯曲(关闭)，其引起附接的食指120和相邻的中指的延伸(打开)和弯曲(关闭)。
可穿戴矫形设备106还包括拇指件134，其在近端附接到主体的拇指所在一侧的主壳体结构124的一侧，这取决于设备106是被佩戴在右臂和右手还是被佩戴在左臂和左手。在图1A和图1D的情况下，设备106被佩戴在左前臂和左手上，并且拇指件134相对应地从主体的左拇指所在的主体壳体结构124的一侧延伸。在图1A和图1D的示例中的拇指件134延伸到拇指接触部分138，该部分在使用中与拇指136的内表面接触，以便将拇指136保持在如图1D所示的大致延伸位置。在该实施例中，拇指件134可手动调节至诸如图1D所示的位置，并且一旦被手动调节到那个位置，就保持在那个位置，或者换句话说，在该实施例中不是由诸如电机之类的致动器致动，而是在处于康复会话的矫形设备106的使用期间保持在相同的位置。
手指撑杆设备122的延伸和弯曲，以及因此固定在其上的食指和中指的延伸和弯曲，由线性电机设备(图1D中未示出，但将在本说明书的下文中示出和描述)启动，该线性电机设备位于矫形设备106的主壳体结构124内部。如图1D中所示的主壳体结构124被设计和配置成佩戴在患者前臂和手的上表面(即，背侧)的顶部并抵靠在其上。主壳体结构124被设计成使得其平行于前臂从近端延伸到远端，当佩戴时近端大致位于前臂的中点(手腕和肘部之间的中间)，当佩戴时远端大致刚好位于患者指关节的稍微近端，如图1D最佳所示。主壳体结构124内的线性电机设备纵向推进和缩回推拉线126，该推拉线126从主壳体结构124的远端向远侧延伸，并且如下文将描述的，纵向延伸穿过柔性中间结构128并连接到力感测模块(“FSM”)组件130上的连接点。
具有柔性挡板结构的柔性中间部件128附接到主壳体部件124的远端。如图1D中所示，柔性中间部件128被配置成使得当恰当佩戴时，它从大致位于指关节的稍微近侧和上方的近端延伸到指关节远侧并且大致位于食指和中指的关节上方的远端，如图1D中最佳所示。从主壳体结构124向远侧延伸的推拉线126延伸穿过柔性中间结构128的整个长度并超出其远端。具体地，推拉线126纵向延伸穿过在构成柔性中间结构128的各个挡板元件中形成的一系列对齐的开口。在图1A和1D的示例中，在柔性中间结构128中有七个此类挡板元件，推拉线126延伸穿过这些挡板元件。推拉线126从柔性中间部件128的远端纵向延伸以连接到FSM组件130上的连接点。
连接和力感测模块(“FSM”)组件130附接到柔性中间部件128的远端并且被配置成使得它大致纵向延伸。FSM组件也被称为“连接”和FSM组件，因为它将柔性中间结构128与固定到手指的手指撑杆部件122连接(以可滑动的方式，如下所述)。如图1D中所示，连接/FSM组件130被配置成使得当佩戴时，它在手上方(或在手的背侧)从大致位于食指和中指的关节上方的近端纵向延伸到大致位于手指的远端之外，但仅略超过手指的远端的远端。手指撑杆部件122以纵向可滑动的方式附接到连接/力感测模块130的下侧，使得连接/FSM组件130的弯曲和延伸移动转化为手指撑杆部件122的弯曲和延伸移动(并且因此手指固定在其中)，而手指撑杆部件122相对于连接/FSM组件130自由地纵向滑动。此类连接机构避免了不期望的矫形设备对手指的摩擦。
连接/力感测模块130还用于力感测目的并且为此包括力传感器(图1D中未示出)，该力传感器能够测量由患者引起的手指弯曲和延伸相对于矫形设备106的电机激活移动导致的力。连接/力感测模块130的力感测功能可用于各种目的，包括例如，用于确定患者在没有矫形设备106协助的情况下具有的弯曲和延伸能力的程度，用于确定需要或期望在康复锻炼期间引起手指弯曲和延伸的电机激活协助的程度，以及本领域技术人员将容易理解的其他目的。
推拉线126(如前所述在其近端附接到主壳体结构124内的线性电机)在其远端附接到连接/FSM组件130。因此，当线性电机向近侧拉动线时，附接组件130被向近侧拉动，这导致柔性中间结构128弯曲，因此其远端更向上指向，从而引起或协助固定的食指和相邻的中指的延伸移动。柔性中间结构128的向上弯曲使得其远端指向更向上(以及其返回)，由柔性中间结构128的挡板结构实现。具体地，大致平坦的底部结构132设置在柔性中间结构128上，其中底部结构132被配置成附接到每个单个挡板构件的底部或手侧，而每个单个挡板构件的相反侧或顶侧不受如此约束，并且因此通过操作推拉线126扩大和/或减小主壳体结构124的远端与连接/FSM模块130的近端之间的顶侧距离，而自由地被压缩更近或进一步分开。
因此，向近侧拉动推拉线126的线性电机导致挡板结构的上部或外部被纵向压缩，而挡板结构的下部或下侧保持恒定的纵向压缩状态。因此，向近侧拉动线126导致柔性中间部件128弯曲，使得其远端更向上定向，从而导致或协助食指和中指延伸或换言之张开。相反地，线性电机向远侧推动推拉线126使挡板结构的上部或外部变得纵向未压缩或延伸，同时挡板结构的下部或下侧部分保持在相同的纵向压缩状态，并且因此，向远侧推动线126导致柔性中间部件128弯曲回其远端，变得更向下定向，从而导致或协助食指和中指弯曲或换言之变得闭合。
主壳体部件124容纳三个束带140以将主壳体部件124和因此设备106的其他附接部件可拆卸地固定到前臂和手的顶部，如图1A和图1D中所示。三个束带140可以是，如在该示例中，钩环或
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型束带。每个束带140连接在主壳体部件124的一个横向侧的底部上并且围绕臂延伸到主壳体部件124的相对侧的底部。在该示例中，第一束带140a相对于主壳体部件124定位，使得束带140a可以大致在主体肘部与手腕之间的中点处缠绕在主体前臂周围；第二束带140b相对于主壳体部件124定位，使得束带140b可以在刚好主体手腕的近端的位置处缠绕在主体的前臂周围；并且第三束带140c相对于主壳体部件124定位，使得束带140c可以缠绕在主体的手周围并且在拇指136与食指120之间。
在图1A和图1D的示例中的手指撑杆部件122具有与连接/FSM组件130的下侧表面可滑动地连接的上表面，从而，如前所述，连接/FSM组件130的弯曲和延伸移动转化为手指撑杆部件122的弯曲和延伸移动(以及因此固定在其中的手指)，但手指撑杆部件122相对于连接/FSM组件130自由地纵向滑动。如图所示，手指撑杆部件122设置有搁置在两个固定的手指上方的上板和搁置在两个手指下方的大致水平的下板。两个可调节束带123a、123b与两个板一起提供，以将板固定就位，其中食指和中指作为一个单元固定在两个板之间。手指撑杆部件122的进一步细节在图7A-7B中提供，其将在下面描述。
现在参考图2A和2B，示出了设计成佩戴在右臂和右手上而不是如图1A和图1D的矫形设备106中那样佩戴在左臂和左手上的矫形设备206。图2的矫形设备206在其他方面与图1的左侧设备106相同。矫形设备206在图2A中显示为处于延伸或打开位置，而在图2B中显示为处于弯曲或闭合位置。
参考图2A-图2B将理解，柔性中间部件128被配置成在整个手指弯曲和延伸移动的整个范围内保持其结构与患者指关节之间的间隙。此外，柔性中间部件128的设计以及矫形设备106连接到手指的方式(即，利用具有上表面的手指撑杆部件122，该上表面以可纵向滑动的方式连接到连接/FSM组件130，该连接/FSM组件130大致位于手指上方)。该特征尤其例如通过避免或最小化手指撑杆部件122及其束带123a、123b抵靠固定的食指和中指的任何伸缩和/或摩擦来提供手指的舒适弯曲和延伸。否则，弯曲和延伸移动可能更加困难和/或不舒服。
在各实施方式中，根据本公开的设计原理的矫形设备可以引起或协助超出手指移动的手和手臂中的各种其他运动活动，如图1A和图1D。例如，本公开范围内的矫形设备可以被设计成使得作为手指的移动的补充或替代，其引起或协助患者的手腕、拇指、肘部和/或肩部的移动。在其他实施方式中，本公开范围内的矫形设备可以促进其他四肢的移动，诸如脚、脚踝、膝盖或臀部。
图1A的康复系统100包括用于处理脑信号的BCI部件，以确定患者的意图并响应于此而启动矫形设备的预定或计算的电机或其他机械响应。在一些实施方式中，可穿戴矫形设备106可包括嵌入式处理设备(图1A和1D中未示出)，该嵌入式处理设备包括BCI部件并因此执行BCI功能。在其他实施方式中，BCI部件和处理功能可以与矫形设备分开提供，例如，由驻留在本地计算系统(诸如图1A的本地计算系统110(例如，台式计算机))上并由其执行的应用程序提供，或者由可替代地驻留在远程定位和联网的计算机系统(诸如图1A的中央康复管理计算系统116)上并由其执行的应用程序提供。
图1A中所示的系统100还使得能够远程监控患者的康复工作和进度。例如，平板计算机110和/或矫形设备106可以经由本地路由器114和网络定期向中央康复管理系统116发送报告。报告可以指示例如合规性信息，即，患者是否已经进行了要求或建议的康复会话。此外，提供给中央系统116的报告可以由医疗保健提供者或其他康复专家审查，以查看康复工作是否取得任何进展，并就未来的治疗会话、反馈和可能的鼓励在适当的情况下向患者提供指导。在一些实施方式中，包括在来自多个患者的报告中的信息可以被匿名化和聚合以标识通常可以导致改善患者康复结果的因素和趋势。通过分析整体设备使用统计(例如，使用时间、重复次数等)和患者特征(例如，损伤类型、年龄等)，例如，中央康复管理系统116可以标识通常可受益于特定类型治疗的患者组。例如，系统116可以基于进行了类似治疗会话的类似患者(例如，类似年龄的其他中风患者)的进展来确定患者(例如，特定年龄的中风患者)可以受益于特定类型的治疗会话(例如，包括在一天中的特定时间的特定次数的重复的会话)。医疗保健提供者的反馈和治疗会话指令可以例如在患者的下一个康复会话开始时在平板计算机110的显示设备112上提供给患者。
现在参考图3A，示出了康复系统300的一般框图。图3A的该框图不仅示出了图1A-图1D和图2A-图2B的示例康复系统100，还示出康复系统的其他实施例，例如，用于控制其他身体移动(例如，手臂、肩膀、肘部、手腕、手、腿、膝盖、脚踝、脚等)的系统，以及使用除如图1A实施方式所示的EEG脑信号之外的不同类型脑信号采集系统的系统(例如，替代性地使用可植入电极的系统)。
如图3A中所示，康复系统300包括：(i)一个或多个系统控制和数据管理部件305；(ii)脑信号采集系统310；(iii)脑机接口(BCI)部件315；以及(iv)矫形设备320。矫形设备320可以是身体佩戴的，并因此可以是便携式、身体部位移动控制和/或移动协助系统。系统控制和数据管理系统305不仅可包括系统300的本地控制和数据管理，即，与执行康复的主体共处一地(并且可能与BCI部件315和/或矫形设备320集成，或者以平板计算机的形式集成在本地计算设备(诸如本地计算系统110)中，如图1A示例所示)，而且也可包括远程、网络可访问的中央康复管理计算系统，诸如图1A示例的系统112。中央康复管理计算系统可以用于例如系统的设置和持续操作，并且可以位于远离患者的位置，例如，在医疗保健设施或某一其他类型的服务提供商的设施处。
通常，脑信号采集系统310采集脑信号，进行低级信号处理，并传输脑信号，在系统控制和数据管理系统305的控制下由BCI部件315接收。脑信号可以由采集系统310使用作为采集系统一部分的数个排列的电极来采集。如前所述，这些电极可以是EEG表面电极或可植入电极(例如，ECOG电极或“点式”电极)。例如，所采集的神经信号还可包括脑磁图(MEG)信号、mu节律信号、β节律信号、低伽马节律信号、高伽马节律信号、动作电位放电等。脑信号采集系统310还可包括：处理电路系统，用于执行脑信号信息的低级处理和格式化以供BCI部件315使用；以及连接接口，用以实现该传输。脑信号采集系统310与BCI部件之间传输的连接可以是无线的也可以是硬连线的，并且可以是直接的也可以是通过中间部件间接的，并且因此脑信号计算系统310中的连接接口和与系统310通信的部件将相对应地适应以启用无线或硬连线传输。例如，连接接口可包括USB接口设备、
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通信设备、Wifi通信设备或一些其他无线或硬连线传输协议接口机制和电路系统。
在一些实施方式中，系统300的身体佩戴装备可包括使身体部位移动或协助身体部位移动的可移动和可致动装备以及BCI部件315。该示例中的BCI部件315通常可包括适合于佩戴在用户身上(例如，在图1A示例中的用户前臂上或其他实施方式中的某个其他身体部位)的BCI处理能力。此类实施方式中的身体移动协助部件可以可操作地连接到BCI部件315，并且还可以适合于由用户(例如，在图1A示例中的用户手上或其他实施方式中待移动的某些其他身体部位)佩戴。
BCI部件315包括处理和控制电路系统，用于在训练模式、操作模式(例如，康复会话)、校准模式和通信模式下操作BCI功能。因此，BCI部件315包括一个或多个处理单元，诸如中央处理器单元(CPU)部件、诸如随机存取存储器(RAM)之类的易失性存储器和诸如只读存储器(ROM)之类的非易失性存储器和/或各种形式的可编程只读存储器(PROM)，用于存储可定期更新的软件或固件程序和操作参数。BCI部件315还可包括以下附加硬件部件中的一个或多个：(i)一个或多个电池，用以使BCI部件成为便携式(电池可以向可穿戴设备的各个部件提供电力，并且可以是经由适配器或充电设备(此处未显示)再充电)，(ii)视觉输出显示设备，包括视觉显示器和相关的显示驱动器和电路系统，(iii)用户输入设备，诸如开/关和其他按钮或触摸屏显示器，用以启用手动用户输入，(iv)音频输出装备，用以向用户提供音频命令、信息和提示，(v)音频输入装备，诸如麦克风，用以接收来自用户的音频输入，以及(vi)连接接口，用以启用BCI部件315与脑信号采集系统310之间的通信，例如以接收无线或硬连线传输的神经信号，以及还用以启用BCI部件315与系统控制和数据管理系统305之间的通信。
系统300可包括各种部件，用于向用户提供信息并且从用户接收输入。例如，视觉输出显示装备可以是常规或触摸屏显示器，用于向用户提供视觉提示(例如，图形、指令等)或其他种类的信息和/或用于接收用户输入。例如，输入设备可包括一个或多个用于控制(例如，暂停、开机/关机、发送数据、接收数据、改变模式等)可穿戴设备的按钮。例如，诸如按钮之类的输入设备可以用作显示装备旁边的软键和/或可以远离显示装备放置。例如，音频输出装备(例如，扬声器)可用于提供听觉提示(例如，现场或录制的语音指令、指示成功或错误情况的音调等)。例如，音频输入装备(例如，麦克风)可用于接收来自用户的语音输入(例如，语音控制)和/或可与音频输出装备一起用于与远程技术人员进行实时通信会话。
在软件和/或固件程序方面，系统控制和数据管理系统305和BCI部件315可包括存储在非易失性存储器中的各种程序，这些程序包括由CPU执行以执行各种处理功能的可执行程序指令。这可包括以下程序模块中的一个或多个：(i)神经信号解释器，用于解释从脑信号采集系统310接收的神经信号，并且具体确定那些接收到的信号是否指示用于执行将由矫形设备320引起或协助的某些预定义身体移动的用户意图；(ii)设备控制模块，用于向矫形设备提供控制信号以致动移动；(iii)训练模式模块，用于执行训练过程；(iv)操作模式模块，用于在常规操作(例如，在康复会话中)中执行系统300的操作，(v)校准模式模块，用于执行操作校准过程，以及(vi)通信模块，用于在脑信号采集系统310、BCI部件315和矫形设备320以及中央网络可访问康复管理系统之间执行通信过程。
非易失性存储器还可包括用于在BCI部件315的操作期间使用的操作参数设置或其他输入信息的信息存储区域。这些设置和其他输入信息可以由用户输入或可以从系统控制和数据管理系统305(例如，从远程、网络可访问的系统)传输到BCI部件315。信息存储区域可以包括下列各项中的一个或多个：(i)设备参数设置存储，用于存储(例如，可以由用户选择或由中央康复管理系统选择和提供的)各种操作参数设置，(ii)用户意图信息存储，用于存储一组或多组先前确定的脑信号，每组指示用于执行不同身体移动的用户意图，特别是由移动协助的移动(该意图信息供例如神经信号解释器程序使用)，(iii)校准数据存储，用于收集到的校准数据，包括在校准会话期间收集到的脑信号信息，并且该校准数据可以由BCI部件315检取并发送到远程的、网络可访问的中央系统以供评估，(iv)身体运动范围参数设置(其可由控制矫形设备320的移动的装备使用)，包括指示矫形设备320的运动范围(例如，手指弯曲和延伸的程度)的参数设置，以及(v)使用信息存储，其中关于可穿戴BCI/协助设备的用户使用的信息可以被存储，例如，设备使用了多少次、使用了多长时间、什么时候使用、每次使用会话的结果是什么(哪些使用信息可以被本地装备检取并发送到远程、网络可访问的中央系统)。
矫形设备320可以在BCI部件的控制下操作并且可包括引起或协助身体移动的各种部件(例如，外部机器人协助设备、假肢设备、功能性电刺激(FES)设备等)。为此，矫形设备320可包括一个或多个传感器、触觉设备、电机、电刺激器和可耦合到身体部位的可移动部件。例如，传感器可用于检测施加到身体部位以便协助身体部位的移动的力的大小，用于检测可移动部件的位置，和/或用于检测正在由患者或正在引起预期移动的主体产生的力。此类力检测器可以提供关于患者是否有效地自行移动身体部位的信息，如果没有，需要多少协助来实现身体移动，以及患者的运动控制是否使得患者能够在无意中阻止移动。例如，可以使用位置检测器来通知系统300手指现在完全弯曲、完全延伸或处于某个中间位置。传感器收集的信息可以提供给设备控制模块、训练模式模块、校准模式模块和操作模式模块。
例如，触觉反馈设备可以与提示相关联和/或与所标识的用户意图相关联地向用户提供触觉反馈(例如，振动触觉反馈)。在一些实施方式中，为了提示用户移动身体部位(例如，手)，触觉设备可以单独或与其他种类的提示机制(例如，视觉和/或声音)组合操作(例如，振动)类似地，为了向用户指示移动身体部位的意图已被标识，在一些实施方式中，触觉设备可以单独或与其他反馈机制(例如，视觉和/或声音)组合操作(例如，振动)。
例如，电机可包括用于驱动齿轮、活塞等的旋转电机、伺服电机和/或线性电机。例如，由处理单元执行的设备控制模块可以提供用于控制电机的信号。例如，可移动部件可以耦合到电机并由电机移动，并且可包括用于引导或协助相对应身体部位移动的一个或多个机构。
例如，电刺激器可以使用电流来激活设备用户受影响的身体部位的肌肉或神经。例如，在标识用户移动身体部位(例如，手)的意图时，电刺激器可以向身体部位递送电流，从而促进移动。在一些实施方式中，身体部位的电刺激可以单独提供或与用于引导或协助身体部位的机械机构结合提供。
例如，远程、网络可访问的中央康复管理系统(诸如图1A中的系统116)可包括一个或多个计算设备，其被配置成从脑信号采集系统310、BCI部件315、矫形设备320和/或系统控制和数据管理系统305的本地部件接收信息，以执行用于处理、分析和跟踪康复和其他数据的一个或多个应用，并向系统300提供操作和配置数据。例如，远程、网络可访问的中央系统可以执行与设备使用分析器和康复管理模块相关联的计算机应用代码。例如，技术人员可以使用设备使用分析器来分析从远程设备接收的信息并确定远程设备要使用的操作指令和参数。例如，康复管理模块可以被技术人员或医疗保健专家用于跟踪设备用户随时间的进度并用于配置系统300的本地部件。
图3B的部件可各自包括用于通过有线和/或无线连接从其他设备接收数据并向其他设备提供数据的连接接口。例如，连接接口可包括USB驱动程序、蓝牙驱动程序、WiFi驱动程序和/或移动数据连接驱动程序(诸如3G驱动程序、4G LTE驱动程序和4G WiMAX驱动程序)。例如，BCI部件315的连接接口可以被配置成直接从脑信号采集系统310的相对应连接接口接收神经信号数据。连接接口可以被配置成在系统300的本地部件与通过网络的远程、网络可访问的中央系统之间发送和接收数据。
系统300可以另外包括本地用户计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、智能电话、平板计算设备(在图1A的情况下)、个人数字助理(PDA)和/或媒体计算设备。在一些实施方式中，用户计算设备可包括BCI部件315，或者可替代地可以与不包括在其上的BCI部件通信。例如，本地用户计算设备可以从系统300在康复会话的使用中获得康复数据(例如，康复会话的日志、执行的重复的总结、使用期间和沿着康复计划的进度)。用户计算设备还可以通过用户界面呈现康复数据，该用户界面比通过可穿戴部件的显示器提供的用户界面更易于使用和交互。此外，用户计算设备可以通过网络与中央管理计算系统通信以查看远程存储的康复数据。例如，用户计算设备可包括一个或多个应用(例如，网络浏览器)，这些应用可以验证与用户计算设备相关联的用户(例如，登录)并且可以提供对已经由本地装备提供给中央康复管理计算机系统的康复数据的访问。
参考图3B，我们现在转向如何使用康复系统(诸如图1A中所示的康复系统100)的一般过程350。仅出于说明和举例的目的，以下使用的介绍性描述涉及进行运动障碍或瘫痪手康复的单侧中风患者。也就是说，本说明书中描述的设备和方法不限于中风康复应用。
对于手部运动控制受损的中风患者来说，可能发生的第一件事是患者可能经历测试(355)以确定患者是否是基于BCI的系统的治疗的合适候选人。此类中风患者接受测试的康复/恢复时间表的时间可能变化。例如，中风患者可以在急性或亚急性康复后或门诊康复后经历测试(355)。此类合适性测试的一个目的在于确定是否可以从由患者生成的并由脑信号采集系统104采集的脑信号中确定手指移动意图。作为示例，可以使用脑信号采集系统104(为患者适当地选择和调整大小，并适当地定位在患者的头上)和中央康复管理系统116(其能够直接从脑信号采集系统104接收无线传输)来执行该合适性测试。换句话说，可以在不需要可穿戴矫形设备106和相关联的平板计算机110的情况下进行合适性测试，考虑到患者尚未被认为适合于使用此类设备106和计算机110进行治疗，这是合适的。例如，可以在中央康复管理系统116所在的康复诊所处并在合格的BCI和/或康复治疗专家的监督下进行合适性测试。或者，可以对远离中央康复系统116和诊所的患者进行合适性测试，其中远程捕获的脑信号经由网络传输到中央康复管理系统116以供处理和分析。
在一些实施方式中，在使用脑信号采集系统104执行前一段落中描述的合适性测试之前，患者可以使用研究级EEG头戴式耳机和BCI设备(例如，BCI2000)参与第一轮合适性测试作为患者合适性测试(355)的一部分。此类研究级装备可用于确定患者是否表现出任何用于BCI的同侧或电机衍生信号。研究级装备可能比脑信号采集系统104对脑信号更敏感，并且因此在脑信号采集系统104和可穿戴矫形设备106以及相关联的平板计算机110执行筛选之前，可以将其用作初始筛选过程的一部分。使用研究级装备的筛选可以涉及与关于脑信号采集系统104和可穿戴矫形设备106描述的那些程序类似的程序。或者，研究级装备也可以使用解剖或功能磁共振成像或脑磁图来进一步增强患者对BCI系统的合适性。
如果患者通过了使用研究级装备的一项或多项筛选测试，该研究级设备可能不便携并且可能位于诊所/研究机构中，则患者可以使用脑信号采集系统104和可穿戴矫形设备106以及相关联的平板计算机110进行筛选。使用脑信号采集系统106和可穿戴矫形设备106以及相关联的平板计算机110的筛选过程可以涉及：在显示器上显示实时(近实时)结果；将结果与来自研究级筛选的结果进行比较，以确定关于患者的各种检测到的控制特征的一致性(例如，已被确定为指示并与用于沿着用户身体与检测到信号的那一侧脑同一侧移动身体部位的用户意图相对应的脑信号——同侧脑信号)；以及使用各种检测到的控制特征来执行提示控制(例如，设备指导患者进行的动作)以完成一项或多项任务(例如，将平板计算机110上显示的图形条移动超过阈值水平)。如果患者成功执行一项或多项任务，则可以使用脑信号采集系统104和矫形设备106以及相关联的平板计算机110将患者标识为用于康复的候选人。此外，脑信号采集系统104可以检测可预测患者对康复方案的反应的特定生理特征(例如，特定频带、幅度调制或者相位或时间序列相关现象)。
假设患者是康复的合适候选人，那么患者可以配备(360)适当尺寸的可穿戴矫形设备106。康复诊所可能手头有若干尺寸的可穿戴矫形设备106。或者，矫形设备106可以(例如，使用三维(3D)打印或其他现场定制制造技术)在现场制造并且特别针对患者进尺寸调整。例如，可以执行患者的三维扫描，并且可以基于扫描的测量结果来为患者制造矫形设备106的定制模型。
接下来，患者可以进行初始训练锻炼(365)，这可以例如也在康复设施中并且在合格的BCI和/或康复专家的监督下进行。初始训练锻炼的目的在于确定当患者正在计划和执行某些预期移动时，脑信号采集系统感知到哪些特定的脑信号(感知到的脑信号可包括，例如，在一个或多个电极处检测到与基线信号水平发生变化)，从而指示某一脑活动，以及感知到脑活动的幅度和信号频率。
为了进行这些初始训练锻炼，可以提示患者尝试完成各种手指移动，并且当患者准备执行以及尝试执行这些任务的过程中，在此期间产生的脑信号可被采集并最终存储在矫形设备106和/或平板计算机110的存储器中。手指移动提示可以由平板计算机110提供，例如，使用在台式计算机的显示设备112上提供的视觉显示和/或使用由矫形设备106或平板计算机110产生的其他感官提示(例如，音频信号提示、振动触觉提示等)。当这些提示被提供给患者时，脑信号采集系统104连续地捕获在多个电极中的每一个电极处感测到的脑信号样本(各种频率水平的幅度)。
初始训练锻炼可包括若干不同的校准锻炼，在此期间测试特定的脑信号并向患者提供各种级别的反馈。例如，在第一次校准锻炼中，可以提醒/提示患者在休息与产生同侧脑信号(例如，考虑移动右手)之间交替。该第一次校准锻炼可以被配置成评估患者是否能够关于先前标识的(多个)控制特征产生足够的生理变化。可以将用户执行的同侧移动与休息时间进行比较以作出此类评估。在该第一次校准锻炼期间，可不向患者提供反馈。在第二次校准锻炼中，可以提示/提醒患者生成同侧信号(例如，考虑移动右手)以控制呈现在平板计算机110的显示器112上的对象，例如基于患者生成的同侧信号的强度而移动的杆。在第三次校准锻炼中，可以提示/提醒患者生成将控制可穿戴矫形设备106的移动(例如，打开和关闭)的同侧信号。提示可以呈现在平板计算机110的显示器112上并且可以以矫形设备106的移动形式以及通过感官反馈(例如，播放声音、接合振动触觉设备、递送电刺激)和/或其他视觉反馈(例如，在显示器110上呈现信息)来提供。脑信号采集系统104的采样率可以是例如，256Hz和/或512Hz。
包含捕获的脑信号的表示和其他相关信息的信号可以由采集系统104无线传输，以供可穿戴矫形设备106直接接收或通过平板计算机110接收到矫形设备106。由采集系统104接收到的脑信号数据可以是多种适当形式中的任何一种，诸如幅度、功率调制、相位改变、事件相关电位的变化和/或信号的原始时间序列的变化。
可穿戴矫形设备106和/或平板计算机110中接收到的脑信号信息可以以某种方式(例如，通过时间戳)记录其采集的时序，并存储在可穿戴矫形设备106的存储器中和/或在平板计算机110中。例如，这允许将所采集的脑信号的时序与对患者的各种提示的时序相关。在一系列训练提示完成后(并且脑信号和时序信息如所述被存储在存储器中)，所采集的数据可以从矫形设备106或平板计算机110传送到中央康复管理系统116以供评估和处理。
通常，中央康复管理系统116可以对数据执行计算机处理(370)以确定当患者计划和尝试执行提示患者执行的各种手指移动时患者产生的脑信号的特定特征(signature)(例如，哪些特定电极以及信号的幅度和频率)。中央系统116然后可以根据所确定的脑信号来确定(370)矫形设备106和相关联的平板计算机110要使用的适当参数设置和/或控制特征，其可包括电极规格、频带和/或信号功率或幅度的变化。中央计算机116可以至少部分地使用来自技术人员的输入来执行该分析和特征选择。
中央系统116然后可以将这些参数设置传送到平板计算机和/或可穿戴矫形设备106，使得在患者的康复锻炼期间使用这些参数设置。在一些实施方式中，传输到矫形设备106和/或其相关联的平板计算机110的信息可包括诸如针对患者的一系列建议康复会话(例如，最佳类型和方式)和其他可配置设置(诸如校准会话之间的时间限制)的指令。
使用脑信号采集系统104、可穿戴矫形设备106和平板计算机110，患者现在能够执行康复锻炼。由于可穿戴矫形106和平板计算机110的便携性性质，患者可以在康复诊所外执行康复锻炼。例如，患者可以在患者家中进行锻炼。相信此类家庭提供的康复有助于康复功效。例如，系统110的便携性和可穿戴方面可以增加使用系统100的机会的数量，这可以增加患者使用系统100执行的重复次数。相信重复次数的此类增加与改善患者的功能结果呈正相关。此外，系统100的便携性和可穿戴方面允许使用系统100并将其整合到患者的日常生活中，这可以允许患者执行依赖于环境的康复任务(例如，折叠衣物、开门、拿起和整理物品)而不是机械过程(例如，没有特定目的而反复张开和合上手)。此类依赖于环境的康复任务也被认为对患者的功能结果有积极影响。结合起来，更频繁地并且在患者日常生活的环境内使用系统100执行身体任务的能力可能增强脑可塑性和康复益处，超出具有预定治疗周期的经典住院设置。
为了建立图3B中大体示出的类型的康复会话(385，或者可替代地380和385)，患者可以首先戴上脑信号采集系统104(例如，EEG头戴式耳机)，并且将电极118(参见图1B)定位并固定在紧靠脑附近皮肤的适当位置。理想情况下，电极位置将像在训练锻炼中一样在康复中定位，但在某些情况下可能是不可能的。此外，自先前的治疗会话(385)和/或训练会话(在图3B的365、370和375的过程中)以来，主体可能已经经历了脑信号的变化。出于这些原因，可以利用校准过程(380)，如下文将更详细地讨论的。然后患者将可穿戴矫形设备106如前所述地放置在他或她的前臂和手上，即，通过将主壳体结构124固定到前臂和手并定位拇指并固定食指和中指，如图1D所示。患者然后可以激活(开启)脑信号采集系统104、可穿戴矫形106和平板计算机110以开始康复会话。
康复会话(385)可以以多种方式进行。在一种情况下，患者可以在例如BCI操作模式下执行训练会话中涉及的类型的期望的任何手指移动。例如，患者可以首先希望执行十次重复弯曲和延伸食指/中指对。在该示例中，患者首先尝试手指对弯曲移动，并在这样做时产生与该手指对移动的计划和执行相对应的某些脑信号。在以BCI模式操作时的康复会话(385)的整个部分期间，脑信号采集系统104采集脑信号的周期性样本并且将这些样本无线传输到平板计算机110和/或可穿戴矫形106以供评估(例如，每秒256个样本或512个样本)。每个样本可包括一组信息，该组信息包括在多个电极中的每一个电极处感测到的信号的参数(例如，幅度、频率)。(在可穿戴矫形设备106或平板计算机110中提供的)BCI部件处理那些脑信号样本以确定患者的意图。如果并且当BCI部件检测到患者已经产生指示患者旨在弯曲食指和中指对的脑信号时，BCI部件将产生控制信号，该控制信号激活矫形设备106以协助或引起患者的食指和中指对的移动。
在康复会话(385)期间，可以经由平板计算机110和/或可穿戴矫形设备106向患者提供连续反馈。反馈可以采取若干形式并提高康复会话的整体功效。通常，在BCI操作模式下提供给患者的反馈可以是视觉、听觉、触觉(例如，振动触觉)和/或补充控制响应的电刺激的形式。BCI操作模式中的反馈的一个示例是向患者提供已检测到特定意图的指示。可以这样做的一种示例方式是，平板计算机110产生视觉显示(在显示设备112上)，该视觉显示例如示出BCI部件已经检测到(例如，执行食指/中指对的弯曲移动的)特定意图。患者可以容易地能够在例如方便定位的显示设备上看到系统100检测到该特定意图。可以在BCI操作模式中呈现反馈的另一示例方式是矫形设备106和/或平板计算机110产生声音(例如，使用包括在平板计算机110中或在矫形设备106中实现的扬声器)。例如，可产生音调或可以有记录的口头反馈(诸如记录的语音说“张开手”)。可以在BCI操作模式下呈现反馈的另一示例方式是使用可穿戴矫形设备106使用触觉反馈和/或电刺激。例如，在标识用户打开他/她的手的意图时，可穿戴矫形设备106可以向用户提供触觉(例如，振动触觉)反馈和/或向用户的手提供电流。在一些实施方式中，可以同时向用户提供BCI操作模式中的多种形式的反馈。例如，视觉、听觉、触觉和/或电反馈的同时呈现可以同时激发患者脑的多个区域，并且可以促进神经可塑性。
在一些实施方式中，康复会话(385)可包括指示患者使用系统100执行特定动作的提示/提醒。通常，提示/提醒可包括一个或多个视觉、听觉和/或触觉元素。例如，显示设备112可以显示提示患者移动他/她的右手(例如，张开右手、合上右手)、移动他/她的左手和/或休息。平板计算机110可以基于各种因素来生成要显示在显示器112上的提示(和/或通过一个或多个其他输出机构(诸如作为可穿戴矫形106一部分的扬声器和/或触觉设备)向用户输出)，各种因素诸如由中央康复管理系统116生成的预定治疗计划、用户当前的进度(例如，执行的重复次数、沿治疗计划的进度)和/或由可穿戴矫形设备106的传感器获得的信息(例如，由可穿戴矫形设备106中的压力传感器检测到的力的水平指示患者驱动可穿戴矫形设备106的移动的程度和/或脑信号采集系统104检测到的脑信号或特征的出现或回归)。
在一些实施方式中，系统100还可以被配置成在自由协助模式下操作，在该模式期间患者能够使用可穿戴矫形设备106来执行患者日常生活环境中的任务。在自由协助模式期间，可穿戴矫形设备106可以被配置成在非提示BCI操作模式下操作，其中由脑信号采集系统104检测到的脑信号被连续解释以确定用户希望可穿戴矫形设备106执行什么动作(如果有的话)，诸如打开和/或合上安装有可穿戴矫形设备106的手。系统100可以(诸如在方便定位的显示器上)提供用户界面，其可以向患者提供关于BCI部件已经通过脑信号采集系统104检测到的脑信号确定用户意图的动作类型的反馈。可穿戴矫形设备106可以被配置成执行可穿戴矫形设备106确定为患者旨在希望的动作(例如，闭合手指、张开手指)，以便使患者能够使用可穿戴矫形设备106安装在其上的身体部位(例如，手)更充分地与他/她的环境交互。例如，在自由协助模式期间，患者可以生成脑信号以使得可穿戴矫形设备106在需要时闭合和打开患者的左手，以便打开和关闭门、拾取患者房屋周围的物体、折叠洗衣、以及其他日常任务。如上所述，可穿戴矫形设备106在患者日常生活中的此类环境使用可以增强患者的康复。
有了该类型的反馈，例如，如果患者预期进行特定移动，而基于BCI的康复系统100没有通过协助患者执行该移动来做出响应，则患者将立即知道问题出在系统100没有检测到患者意图，而不是其他一些问题。未检测到意图的一个原因可能是头戴式耳机104的电极118(图1B)可能不在它们的正确位置，而对位置的调整可以解决问题。未检测到意图的另一个原因可能是患者的脑信号经由称为脑可塑性的过程，可能在康复过程中随着时间而演变，在该脑可塑性的过程中神经通路被重组。在许多情况下，这对于患者可能是一个积极的发展，因为正在发生额外或不同的脑活动，以补偿因中风而受损的脑区域。例如，特定特征可以与这些塑性变化相关，诸如特定频带的幅度变化或两个皮层部位之间相位相互作用的变化。因此，执行校准过程(例如，图3B中的380)以更新系统100关于患者针对特定手指移动意图产生的脑信号是合适的。
为了执行校准过程(380)，患者可以执行与在设置期间执行的过程类似的新训练过程，或该训练过程的简化版本。该校准过程可以由可穿戴矫形设备106和相关联的平板计算机110(例如，使用显示设备112上的适当显示)引导。例如，系统100可以通过数个手指锻炼引导患者，并且在此期间获得脑信号信息并将其存储在位于例如可穿戴矫形设备106的存储器中和/或存储在平板计算机110中。在校准过程结束时，患者可以启动一个过程，在该过程中在校准过程期间获得的数据通过网络从平板计算机110和/或矫形设备106传输到中央康复管理系统116。中央系统116可以如先前结合初始训练过程所描述的那样评估该数据，并且一旦评估完成，将包括经更新的操作参数的更新传输到平板计算机110和/或可穿戴矫形设备106以用于下一次康复会话。因此，该校准过程可以在中央系统116所在或操作的任何康复诊所远程执行。
系统100可以向患者提供的反馈的另一个示例与特定康复会话的状态有关，并且甚至更一般地，与达到总体康复工作的某些目标的状态有关。通常，可以与来自可穿戴矫形设备106和脑信号采集系统104的测量特征和现象相关联地提供信息。例如，提供给患者的反馈可包括与一个或多个康复会话期间的重复相关联的信息，以及一天中的时间和使用期间，其可以从可穿戴矫形设备106导出。此外，可以测量、记录和呈现与可能发生在患者脑生理学中的变化相关联的信息(例如，以显示与任务执行相关联的信号或与任务无关联但与康复结果相关联的信号的增加或减少的图形表示的形式)。例如，对于特定的康复会话，系统100可以记录患者已经完成的特定手指移动的重复次数并且在显示设备112上为患者显示该次数。系统100还可以确定和显示建议的锻炼给患者。此外，系统100还可以感测并显示必须施加到手指上以辅助所希望移动的力的大小。例如，如果需要越来越少的力来协助所希望的移动，这可能向患者表明康复工作正在取得进展。系统100还可以显示，例如，在康复会话结束时，在康复会话期间进行的所有锻炼的总结报告，此外还可以显示患者在康复工作中朝着特定目标的进度的总体评估。
现在参考图3C，提供了其中提供了多种操作模式的治疗会话(385，图3B)的示例实施方式。在该示例中，三种操作模式是(1)连续被动运动(“CPM”)治疗操作模式；(2)意志操作模式；以及(3)BCI操作模式。
图3C中所示的治疗会话(385)开始于386，其中选择了一种操作模式。操作模式可以如康复系统中所编程地自动选择，例如，其中康复系统可以编程为在治疗会话中循环通过各种操作模式。替代地或附加地，操作模式可以由用户选择，例如，由患者或临床医生使用计算机用户界面来进行选择要执行的操作模式的输入。
如果在(386)选择CPM操作模式，则过程进行到387，在387中在CPM模式下进行治疗。在CPM模式下，例如，矫形设备106可操作以在患者部分不需要自愿移动的情况下执行多组中的多次重复锻炼(例如，图1A示例中的手部锻炼)，其作为康复方案的一部分来“工作”身体部位。
如果在(386)选择了意志操作模式，则过程进行到388，在388中在可以称为意志操作模式的情况下执行治疗。例如，在意志操作模式中，可以通过例如移动受损的身体部位的视觉指令来提示患者。系统可以监测主体的反应，例如，监测提示的动作是否已经开始并继续完成，并且如果系统检测到主体不能开始或完成锻炼，则矫形设备106可以接管并协助主体完成锻炼。举例来说，如果系统检测到主体在进行锻炼的提示的三(3)秒内没有开始锻炼，则可以触发系统以促使矫形设备106协助进行锻炼。此外，如果患者确实开始锻炼但不能将锻炼进行到期望的程度(例如，在手部延伸锻炼中，主体无法以编程的量延伸他或她的手指)，则系统在允许主体自己达到期望的目标的足够的时间之后，然后可以使矫形设备106协助执行到期望程度的锻炼。
如果在(386)选择BCI操作模式，则过程进行到389，在389中在BCI操作模式下进行治疗。在该情况下，系统可以如先前描述的那样在BCI操作模式中操作，其中确定主体的意图并且矫形设备106相对应地操作。
在以一种操作模式完成治疗会话之后，在390确定治疗会话是否完成。如果完成，则治疗会话结束。如果未完成，则治疗会话过程可接着返回到在386处对下一操作模式的选择，其中该过程可在相同或不同的操作模式下继续。
图4-图8示出了图2A-图2B中所示的矫形设备(右手型)206的更多细节。具体地，图4A-图4G是整个矫形设备206的示意图，其中图4A是立体图，图4B是侧视图，图4C是远端端视图，图4D是顶视图，图4E(和图4G)是显示矫形设备206的各个部件和组件的分解图，并且图4F是矫形设备的主壳体结构124的上壳445的透视图。图5A-图5F是没有拇指撑杆组件134、234的矫形设备106、206的图，其中图5A是侧视图，图5B是远端端视图，图5C是俯视图，图5D(和图5F)是示出各个部件和组件的分解图，而图5E是柔性中间结构128的透视图。图6A-图6H是连接和FSM组件130的示意图，其中图6A是立体图，图6B是示出其各个部件的分解图，图6C是没有其上壳460的组件130的透视图，并且为了清楚起见其部件显示为透明，图6D是在没有其上壳460的情况下的组件130的另一个透视图，而图6E-6H是示出组件130和类似此类组件的操作的图。图7A-图7B是手指撑杆部件122的示意图，其中图7A是其透视图，而图7B是其各个部件的分解图。图8是右拇指撑杆组件234的一部分的示意图，仅示出了当连接到矫形设备的其余部分时其暴露的部分。
通常，矫形设备206可以由耐用、重量轻的材料(例如，用于刚性部件的塑料和用于柔性部件的橡胶或类似材料)制成，并且可以使用技术(诸如基于工厂的机械加工或注模、基于工厂或现场3D打印技术)，和/或其他合适的制造技术来制造。
首先看图4A，示出了矫形设备206，并且包括主壳体结构124、柔性中间结构128、连接/FSM组件130、手指撑杆杆组件122和右拇指撑杆组件234，该矫形设备206如先前结合图1A、图1D和图2A-图2B所述那样地配置和设计。还如图4A中所示，其按钮电源开关442，该按钮电源开关442设置在主壳体结构124上的近端/顶端位置处，该开关442操作以激活矫形设备206中的电源以操作其电子器件和电动机部件。此外，在该示例性实施方式中，电池充电端口444也设置在主壳体结构124的近端位置处，靠近电源开关442并正好在其下方。
如图4B中所示以及图4E的分解图中所示，主壳体结构124包括上壳445和下壳446，它们在其中形成用于线性致动器474(如图4E所示)的腔室。上壳445和下壳446可以设置有围绕它们各自的外周缘的搭扣配合功能，从而两个部件445、446可以固定或组装在一起。作为一个单元，上壳和下壳446被设计和配置成佩戴在主体前臂的上侧或背侧，如图2A-图2B中所示。
主壳体结构124还包括前臂支撑件447和施加到其上的内部泡沫层448(见图4A、图4E和图4G)，其被设计和配置成佩戴在主体前臂的下侧或腹侧。在该示例中，前臂支撑件447和相关联的泡沫层448的宽度大致为主体手臂的宽度，并且长度与上壳445和下壳446的长度大致相同或略短，使得前臂支撑件447和相关联的泡沫层448从佩戴时位于肘部与手腕之间大约中间的近端延伸到佩戴在主体手掌中时的远端。前臂支撑件447可在位置441(见图4B)处提供轻微弯曲，当佩戴时，该位置441大致位于主体手腕的腹侧，并且因此，前臂支撑件447和相关联的泡沫层448用于保持手腕略微延伸定向。
提供可调节的束带140(具体地在该示例中的三个束带140a、140b、140c)来将上壳445和下壳446与前臂支撑件447和相关联的泡沫层448连接起来，并将主体的前臂和主体手的一部分固定在它们之间。束带140a、140b、140c在矫形设备206的一侧处连接到上壳445，从上壳向下延伸到并进入到设置在矫形设备206的同一侧上的前臂支撑件447中的三个相应横向束带通道450a、450b、450c的开口中，横向延伸穿过前臂支撑件447到矫形设备206的相对侧并延伸出前臂支撑件447的横向束带通道450a、450b、450c，并且最后在矫形设备206的相对侧上向上延伸到到上壳445的相对侧，在上壳445的相对侧那里，束带被连接到上壳445。
在该示例中，束带450a、450b、450c借助于设置在上壳445的外侧上的六个束带保持器449a-449f连接到上壳445(见图4B-4E)。三个束带保持器449a-449c设置在上壳445的一侧，而三个束带保持器449d-449f设置在上壳445的相对侧，如图4D中最佳所示。如在该示例中，束带保持器可包括销钉492a-492f和销钉保持器493a1-493a2——493f1-493f3，如图4F中最佳所示(其仅示出了位于上壳445一侧的销钉492a、492b、492c和销钉保持器493a1-493a2、493b1-493b2、493c1-493c2)。在本示例中，束带140a、140b、140c的一端可以延伸穿过并围绕三个相应的销钉492a、492b、492c并永久固定到束带的一部分上(因此束带位于矫形设备206的那一侧是不可调节的)，而束带140a、140b、140c的另一端可以延伸穿过并围绕三个相应的销钉492d、492e、492f并且可拆卸地固定到束带那侧的一部分上(因此束带位于矫形设备206的那一侧是可调节的)。束带140a、140b、140c可以是钩环型，从而具有在束带的一侧上可调节的重叠部分(例如，束带140a的重叠部分451a，如图4C和图4E中所示)。
如图4B中所示，拇指撑杆组件234包括：近侧段452，该近侧段452的近端可旋转地连接在上壳445的一侧，中间关节454可移动地连接到近侧段452的远端；远侧段453，该远侧段453的近端可移动地连接到中间关节454，而拇指接口部件455可旋转地连接到远侧段453的远端。如图4G所示，拇指撑杆组件234的近侧段452通过可旋转关节484在其近端处可旋转地连接到细长连接器部分483，该细长连接器部分483将拇指撑杆组件234连接到主壳体组件的下壳445。具体地，拇指撑杆组件的连接器部分483装配到凹部中，该凹部通过由形成在下壳446的底部部分中的横向延伸的凹口结构479形成，如图4G中最佳所示(并且由设置在上壳445下侧的相对应凹口469容纳，如图4E-图4F中最佳所示)，并且连接器部分483具有紧固片485，该紧固片485包括位于紧固片485中的螺钉孔，该紧固片485从连接器部分483延伸以将连接器部分483固定到下壳446，因此连接器部分483固定在下壳446的凹口结构479内并固定到下壳446的凹口结构479。由于可旋转关节484，近侧段452可相对于固定到下壳446的连接器部分484旋转。中间关节454被配置成使得远侧段453能够相对于近侧段452具有两个自由度进行调节。此外，拇指接口部件455被配置成相对于远侧段453可旋转。因此，拇指撑杆组件234在康复会话期间可充分调节以容纳不同的解剖结构并将主体的拇指设置在期望位置，通常设置在延伸位置。此外，拇指撑杆组件的凹槽或凹口结构479和连接连接器部分483的设计被设计成使得针对不同的用途，右拇指撑杆组件234可与矫形设备一起使用或替代地可以使用左拇指撑杆组件134(并且在上壳445的相对下侧中还提供了类似凹口441的相对应凹口，以容纳在另一侧的如图1A和图1D中的左拇指撑杆组件(类似组件134))。除了拇指撑杆组件134/234之外，矫形设备106/206的其余部件在右手和左手应用中是相同的。
如前所述和如图4B中所示，矫形设备206具有带有挡板结构的柔性中间构件128，该挡板结构包括多个挡板构件456，在该示例中为七个此类构件456，每个挡板构件定向成大体垂直于主体上肢的纵轴。推拉线126纵向延伸穿过挡板构件456，以便压缩和延伸挡板构件456的一侧(即，上侧)以弯曲和延伸柔性中间构件128的上侧，并且因此根据挡板结构的上部是被压缩(对于向上定向，如图2A所示)还是延伸(对于向下定向，如图2B所示)，使柔性中间结构128的远端更向上或更向下定向。推拉线126在近端连接到线性致动器474(见图4E)，该线性致动器474操作以推动并拉动线以实现柔性中间构件128的弯曲和延伸，从而实现(多个)固定的手指的弯曲和延伸。推拉线126在远端连接到手指接口组件。该示例中的手指接口组件包括两个部件，即，连接在柔性中间结构128的远端处的连接/FSM组件130，以及在连接/FSM组件130的下侧处具有纵向可滑动连接并固定到主体的至少一个手指上的手指撑杆部件122。
如上所述，柔性中间结构128的挡板结构还具有大体平坦的底部结构132，该底部结构132被配置成附接到每个单个挡板构件456的底部或手侧，而每个单个挡板构件的相反侧或顶侧不受如此约束，并且因此通过操作推拉线126扩大和/或减小主壳体结构124的远端与连接/FSM模块130的近端之间的顶侧距离，而自由地被压缩得更近或进一步分开。还如在图4B中所示，力感测电阻器连接器电缆组件457延伸穿过每个挡板构件456，以及穿过形成在端板495中的开口和穿过形成在远端壁480中的开口518(见图4G和图5F)以连接连接/FSM组件130中提供的力感测电阻器(如下所述)与主壳体结构124中提供的电子设备，即，PCBA 471(见图4G)。柔性中间结构128还包括如图4B中所示的远侧连接部分458，其固定地连接到连接/FSM组件130的近端。
仍然参考图4B，连接/FSM组件130包括固定地附接到柔性中间结构128的远侧连接部分458的远端的中央支撑件459和两个固定连接的壳(上壳460和下壳461)，这两个壳枢转地连接到中央支撑件459，如稍后将结合图6B-图6H讨论的。连接/FSM组件130具有底部表面，该底部表面被配置成以纵向可滑动配置与手指撑杆部件122接合，如图6B-图6H和图7B中所述，这将在下面描述。如图4B中所示，提供手指撑杆部件122，其中上细长板状手指接合组件462在使用中位于两个固定手指上方，而下细长板状手指接合组件463在使用中位于两个固定手指下方。如前所述，两个可调节束带123a、123b设置有两个手指接合组件462、463，以将组件123a、123b与食指和中指固定就位，在使用中组件123a、123b作为一个单元固定在两个组件462、463之间。手指撑杆部件122的进一步细节在图7A-7B中提供，其将在下面描述。
图4C提供了从远侧有利位置看的矫形设备206的端视图，因此从远侧角度尤其显示了连接/FSM组件130和手指撑杆部件122的进一步细节。图4C还示出了设置在手指撑杆部件122的上部的薄型套筒464的一部分，用于以纵向可滑动方式与导轨结构(图4C中未示出)接合。图4C还进一步图示了拇指撑杆组件234以及它如何从主壳体结构124的侧面延伸，特别是拇指接口部件455的弯曲配置的进一步细节，其被设计成用于在拇指接口部件455上提供舒适的拇指接触部分238以在康复会话期间将拇指保持在固定和延伸位置，如图2A-图2B中所示。
图4D提供了从矫形设备206上方的有利位置看的矫形设备206的俯视图。除其他外，该视图示出了所有六个束带保持器449a-449f的定位的进一步细节，其中三个束带保持器449a-449c位于主壳体结构124的上壳445的一侧，而另外三个束带保持器449d-449f位于主壳体结构124的上壳445的相对侧。
图4E是矫形设备206的分解图，示出了设备部件的细节，而图4G是示出图4E中所示部分的进一步细节的第二分解图。参考图4E，可以为按钮开关442提供电源开关垫圈465以给设备206上电。按钮开关442和相关联的垫圈465被组装到上壳445中的开口468中并与上壳445中的开口468连接(还参见图4F，示出了上壳445的细节)。仍然参考图4E，提供了连接器插孔466以及用于充电端口444(见图4B)的筒形插头垫圈467，并且该连接器插孔466以及筒形插头垫圈467被组装到上壳445中的第二开口443中并与上壳445中的第二开口443连接，该第二开口443位于壳445的近端、电源开关442正下方，如图4B和图5A中所示。图4E还示出了电力电缆线束486和力感测电阻器(“FSR”)连接电缆487。如本领域已知的，可以提供聚烯烃热缩管488、489、490以保护各种电缆。
如图4E中进一步所示，线性致动器474组装在下主壳体壳446的顶部，并且因此，当上壳体445连接到下壳体446时，在下壳体446与上主壳体壳445之间形成封闭。特别是，现在参考图4G，下主壳体壳446包括具有封闭腔室的电子壳体部分470，该封闭腔室可从下壳446的下侧进入。下主壳体壳446和线性致动器474的进一步细节在图5F中提供。如图5F中所示，电子壳体部分470由两个大致平坦的侧壁526a、526b和两个大致平坦的端壁526c、526d形成，这些侧壁和端壁从呈矩形盒状配置的下主壳体壳446的下板478向上延伸。顶壁502设置在相对应的侧壁526a、526b和端壁526c、526d的顶部边缘的顶部上并连接到该顶部，从而形成用于壁526a-526d内和顶壁502下方的电子装置的密封。
参考图5F，支架501设置在顶壁502的顶表面上。设置支架用于在其中安装线性致动器474。具体地，支架由垂直延伸的壁形成，该壁定位成大致与线性致动器464的固定线性电机部分476的外围相对应。线性致动器474包括在支架501内保持静止的上述线性电机部分476，以及线性致动器臂477，该线性致动器臂477从致动器474的电机部分476中的远侧开口延伸出并且在线性致动器474的静止电机部分476的控制下，以活塞状方式远离线性电机部分474(远侧方向)并朝向线性电机部分474(近侧方向)线性移动。在该示例配置中，线性致动器474的电机部分476设置有具有贯穿其中的垂直孔的突片状对齐导向件504，该突片状对齐导向件504中的垂直孔与从电子壳体部分470的顶壁502向上延伸的安装对齐柱结合，以便定位线性致动器474并且将线性致动器474固定在下壳446的电子壳体部分470顶部的适当位置。
现在参考图4E、图4G和图5D，连接器475设置在线性致动器臂477的远端处(该连接器475被拧入臂477中的远端内螺纹开口505中)。连接器475的目的在于将臂477与推拉线126连接，如前所述，该线126延伸穿过柔性中间结构128并附接到连接/FSM组件130。如图5D中所示，可通过将线126的近端插入连接器475中相对应的远侧开口中，并使用插入连接器475中的侧孔507中的定位螺钉506来压住线126并将线126固定到连接器475的远侧孔中来将连接器475固定到推拉线126。在其远端，推拉线126固定连接到线轴环508，该线轴环508又固定连接到连接/FSM组件130的中央支撑件459。线126与线轴环508的连接可以通过插入到线轴环508中的侧孔中的定位螺钉516来实现以压住线126并将线126固定在其中。
在电子壳体部分470的腔室内提供夹层配置的印刷电路板组件(“PCBA”)471和电池组494。具体地，PCBA 471和电池组494具有大致相同的形状配置(通常是平坦的矩形盒)，其中外围与设置在下壳446的电子壳体部分470中的腔室的矩形形状大致相对应。在为矫形设备206提供使设备以完全便携的方式舒适且容易地佩戴在主体的前臂上的形状因数时，此类配置是重要的。
PCBA 471可以通过诸如螺钉496(见图4G)之类的任何合适的紧固装置固定到顶壁502的内表面，该螺钉496延伸穿过PCBA 471中的相对应螺孔440和电子壳体部分470的顶壁502中的螺孔。如图4E和图4G并且也如图5D中所示，在夹在PCBA 471与电池组494之间的电子壳体部分470的腔室内提供具有大致矩形配置(尺寸大致与电子壳体部分470的腔室的尺寸相对应)的电池保留夹473，并且因此，紧靠PCBA 471的下侧表面和电池组494的顶表面。保留夹可以具有如图所示形成在其中的开口，从而使得能够经由电子线束498在PCBA 471与电池组494之间进行电连接。最后，也具有大致矩形配置(尺寸大致与电子壳体部分470的腔室的尺寸相对应)的电池盖/保持器472可移除地固定在电子壳体部分470的底部。电池盖/保持器472可以通过诸如螺钉523之类的任何合适的紧固装置固定到下主壳体壳446的下侧，该紧固装置可以固定到相对应的螺纹嵌件524(见图5G和图5F)。
参考图4G和图5F，远端壁480与下主壳体壳446一体地形成并且提供用于将主壳体结构124与柔性中间结构128固定连接的远侧连接结构。在该情况下，远端壁480是大体垂直配置的壁结构，该壁结构被设置在与下壳446的电子壳体部分470隔开(和远离)的位置处。与下主壳体壳446一体形成的是中央垂直和纵向延伸的支撑壁481，该支撑壁从远端壁480的近侧表面和电子壳体部分470的远侧外表面(具体地，电子壳体部分470的端壁526c的远侧表面)延伸。具体参考图5F，远端壁480在壁480的上部处形成有穿过其中的小圆形开口，以容纳穿过其中延伸的推拉线126(见图4G)。另外，管状线引导件482可以纵向固定到远端壁480的近侧表面并且使其腔与远端壁480中的线开口510对齐。低摩擦管状线引导件509(见图5D)可以设置在管状线引导件482的腔内以减少或消除在用推拉线126推拉时可能遇到的任何摩擦。
仍参考图4G，示出了柔性中间结构128具有近侧垂直端板495，其尺寸设计并配置成使得其近侧表面与下主壳体壳446的远端壁480的远侧表面配合。参考图5D-图5F，可以看出端板495的近侧表面具有从端板向近侧延伸的两个插脚514，这些插脚被接收在设置在下主壳体壳446的远端壁480中的相对应开口513中，以将端板495牢固地固定到远端壁480并且因此将柔性中间结构128牢固地固定到到主壳体结构124。两个插脚514各自具有形成在其中的横向螺孔522(见图5E)，在相对应位置(未示出)处的中央支撑壁481也是如此，使得螺钉519和螺纹525可用于将端板495固定到远端壁480。
为了提供佩戴在前臂背侧的舒适贴合性，前臂衬垫层491(见图4G)设置在下主壳体壳446的下侧表面上。衬垫层的尺寸可以设计为使得其外围与下壳446的下板478的外围大致相对应，其中凹口结构479的位置处设置有间隙。前臂衬垫层491可以使用紧固机构497(诸如螺钉和相对应的螺母)固定到下主壳体壳446的下板478的下侧。
在图5E中，示出了柔性中间结构128的细节，其具有七个水平且间隔开的挡板构件456，这些挡板构件456具有一体地形成并连接到挡板构件456、近侧垂直端板495(配置成连接到主壳体结构124的远端)和远侧连接部分458(配置成连接到连接/FSM组件130的近端)中的每一个的连接平坦且柔性的底部结构132。在图5E中可以看出，垂直端板495、挡板构件456和远侧连接部分458中的每一个都具有穿过其中延伸的对齐且纵向延伸的孔或腔511、512，以容纳纵向延伸穿过其中的推拉线126。如图所示，可以在孔或腔511、512中设置低摩擦管状构件。此外，挡板构件456、近端板495和远侧连接部分458中的每一个具有穿过其中延伸的第二组对齐且纵向延伸的孔或腔499、515，以容纳力感测电阻器连接器电缆组件457(组件457例如在图4G和图5D中示出)。
如前所述，连接/FSM组件130的中央支撑件459在其近端固定地连接到柔性中间结构128的远侧连接部分458(见图5D-图5E)。用于将中央支撑件459固定地连接到远侧连接部分458的机构可以参考图5D理解。在图5D和图5E中，可以看出中央支撑件459具有两个向近侧延伸的插脚517，该插脚被配置成插入在远侧连接部分458的面向远侧端中形成的两个相对应开口520中并与之配合。两个插脚517中的每一个具有穿过其形成的垂直开口521，其中垂直开口521被固定螺钉525接收。固定螺钉525可以被放置到两个插脚517中的每一个的开口521中，然后可以将插脚517插入到远侧连接部分458的开口520中。一旦插脚517如此插入到开口520中，螺钉519可插入穿过通过远侧连接部分458的下侧形成并与开口520对齐的螺孔(未示出)。螺钉519因此可以被拧入设置在插脚517的开口521内的固定螺钉525中，从而将插脚517固定到开口520中并且因此将连接/FSM组件130的中央支撑件459固定到远侧连接部分458。
现在参考图6A-图6H，提供了连接/FSM组件130的结构的细节和操作的图示。首先参考图6A-图6B，示出了组件130包括壳体组件，该壳体组件包括两个固定连接的壳(上壳460和下壳461)和中央支撑件459。壳460和壳461的壳体组件通常是细长的鼻状结构的形式，其通常从其近端到其远端逐渐变细。上壳450用作壳体组件的顶盖。通过将设置在上壳460的远侧内表面上的连接结构(例如，脊)623(图6B中未示出)与相对应的连接脊622配合，该相对应的连接脊622形成在下壳461的顶部远端表面上，然后使用紧固件(诸如两个螺钉624a、624b和相对应的两个螺纹嵌件631a、631b(图6B中仅示出了631b))，上壳460可以对齐以与下壳461连接。在将两个壳460、461相对于彼此定位到位后，两个螺钉624a、624b可被推进穿过上壳460中的螺孔630a、630b并进一步穿过下壳461中的孔625a、625b，以及将螺钉624a、624b与位于下壳461的螺孔625a、625b的下侧的相对应螺纹嵌件631a、631b(仅示出631b)拧在一起，从而将上壳460与下壳461固定连接。(除了图6B，还见图6C-6D)。
仍然参考图6B并且现在还参考图6C-图6D，组件130的中央支撑件459显示为包括垂直定向的近端板602和从端板602的面向远侧的侧表面603向远侧延伸的细长延伸部件604。细长延伸部件604以下面将描述的方式用作两个力感测电阻器615、616的载体。延伸部件604包括两个垂直侧壁609a、609b，它们大致彼此平行定向并且从近端板602的面向远侧的表面603向远侧延伸并大致垂直于近端板602的面向远侧的表面603。垂直侧壁609a、609b可以与近端板602一体地形成。在两个向远侧延伸的侧壁609a、609b的远端部分处，壁609a、609b朝向彼此向内弯曲以形成延伸部件604的弯曲垂直端壁610。延伸部件604可以由两个侧支撑结构611加强，每个侧支撑结构611形成在近端板602的面向远侧的表面603与侧壁609a、609b中的相应一个之间，如图6B-6D所示。
如图6B中最佳所示，水平定向的分隔壁612在两个垂直侧壁609之间延伸并与两个垂直侧壁609一体形成。该分隔壁612将两个力感测电阻器(“FSR”)615、616的结构彼此分开，或换句话说，将可以组装成位于分隔壁612上方的第一FSR 615(以下称为“顶部”FSR615)与可以组装成位于分隔壁612下方的第二FSR 616(以下称为“底部”FSR 616)分开。水平定向的分隔壁612从延伸部件的远端壁610向近端延伸，并从其向近端延伸直到到达分隔壁612的向下弯曲部分614，分隔壁612的向下弯曲部分614开始于约从垂直端壁610到近端板602的距离的三分之二到四分之三。
如图6B中最佳所示，顶部FSR 615可组装成搁置在水平分隔壁612的FSR支撑表面619的顶部，该FSR支撑表面619可位于水平分隔壁612的远侧部分。顶部FSR 615具体搁置在该支撑表面619的顶部上，紧靠延伸部件的远端壁610以及延伸部件的侧壁609a、609b的远侧部分。两个引线617a、617b(在图6C中一起被称为引线617)服务于顶部FSR 615并且在水平分隔壁612的顶部上从顶部FSR 615向近侧延伸，并且最终向下延伸穿过设置在分隔壁612与端板602之间的开口613。
再次参考图6B，底部FSR 616可组装在FSR支撑表面619下方、位于水平分隔壁612下方的下腔室620中。底部FSR 616可紧靠延伸部件的远端壁610以及延伸部件的侧壁609a、609b的远侧部分。两个引线618a、618b(在图6C中一起被称为引线618)服务于底部FSR 616并在水平分隔壁612下方从其向近侧延伸，并且最终延伸以在此类引线617a、617b已经向下延伸穿过开口613之后，与顶部FSR的引线617a、617b(即，图6C中的617)会合，如图6B和图6C中所示。两组引线617a-b、618a-b形成连接器电缆组件457，该组件457向近侧延伸穿过形成在中央支撑件459的近端板602中的开口629(见图6B)，并从那里(现在参见图5D-图5F)电缆组件457通过柔性中间结构128中的开口515和499向近侧延伸，并且进一步通过下壳体壳的远端壁480中的开口518延伸。从那里，连接器电缆组件457继续向近侧延伸并在下主壳体壳的电子壳体470内延伸，在该电子壳体470内，连接器电缆组件457连接到PCBA 471(见图4E)，从而提供由FSR 615、616感测的信号PCBA 471用于矫形设备206的处理和控制。
如前所述，固定的上壳460和下壳461的组件具有与中央支撑件459的可枢转连接，因此两个部件——即(1)固定在一起的壳460、461，和(2)中央支撑件459——能够相对于彼此向远侧向前和向近侧向后摆动。现在参考图6B-图6D中，提供此类摆动的可枢转连接通过下壳461实现，下壳461在其上设有销钉606，销钉606由两个销钉保持架607a、607b支撑，销钉保持架607a、607b位于下壳体461的上表面的侧面的近侧部分。因此，当组装时，销钉606和销钉保持器607a、607b位于由上壳460和下壳461形成的腔室内。接下来，中央支撑件459具有穿过中央支撑件的延伸部件604的两个垂直定向的侧壁609a、609b形成的两个孔605a、605b(见图6B，其仅示出一个孔605a)。销钉606组装到延伸穿过孔605a、605b，使得固定在一起的上壳460和下壳461能够作为一个单元相对于中央支撑件459上下枢转(且具体地围绕销钉606的枢轴点)。
参考图6B-图6D，在将中央支撑件459与上壳460和下壳461组装后，下壳461(特别是下壳461的底板621)的面向近侧的端表面627变得位于邻近中央支撑件的近端板602的面向远侧的侧表面603的底部628，并且面向近侧的端表面627与其间隔开，使得当中央支撑件459相对于固定在一起的上壳460和下壳461摆动或枢轴时，下壳461(包括其面向近侧的端面627)能够相对于中央支撑件459的端板602上下移动。另外，从图6B可以最好地看到和理解，上壳460的面向近侧的边缘639类似地在大致位于面向远侧的侧表面603的上周边和侧周边周围的位置处，面向中央支撑件的近端板502的面向远侧的侧表面603，并且当中央支撑件459相对于固定在一起的上壳460和下壳461摆动或枢转时，面向近侧的边缘639与侧表面603间隔开，使得上壳460(包括其面向近侧的边缘639)能够相对于端壁602上下移动。
如图6B中最佳看到，切口626可以形成在下壳461的近侧边缘中，包括在面向近侧的端表面627中，以在将中央支撑件459与上壳460和下壳461组装时，容纳引线617a-b、618a-b(即，图6C中标记的引线617、618)和连接器电缆组件457，该连接器电缆组件457延伸穿过中央支撑件的近端板602中的开口629(在图6B中标记)。
关于连接/FSM组件130的力感测能力，使用了两个力感测电阻器(“FSR”)缓冲器、按钮或柱塞637a、637b，如图6B-图6D所示。第一FSR缓冲器637a固定地定位在上壳460的下侧表面上与顶部FSR 615对齐的位置，使得当中央支撑件459的远端相对于固定在一起的上壳460和下壳461向上摆动或枢转时，顶部FSR的面向上的表面(即，其力感测表面，在图6E、图6G和图6H中标记为642)接触并压靠第一FSR缓冲器637a。第二FSR缓冲器637b固定地定位在下壳461的顶表面上设置的开口或凹口640之上和之内、与底部FSR 616对齐的位置，使得当中央支撑件459的近端相对于固定在一起的上壳460和下壳461向下摆动或枢转时，底部FSR的面向下的表面(即，其力感测表面，在图6E、图6G和图6H中标记为641)接触并压靠第二FSR缓冲器637b。
当中央支撑件459的远端相对于上壳460和下壳461向下摆动或枢转时(如图6G所示)，第一FSR 615的力感测表面642可能不再与第一缓冲器637a接触；并且当中央支撑件459的远端相对于上壳460和下壳461向上摆动或枢转时(如图6H所示)，第二FSR 616的力感测表面641可能不再与第二缓冲器637b接触。中央支撑件459的摆动或枢转可能受到两个缓冲器637a、637b与其相应的FSR 615、616之间的间隙所施加的约束的限制。在一些实施例(诸如图6B中所描绘的实施例)中，此类间隙被最小化，使得允许的摆动或枢转量被最小化，但两个FSR的力感测功能仍然有效。
如图6B所示，通过使用任何适当的固定机构(诸如螺钉635a、635b)，薄型套筒轴承座601可以固定地附接到下壳461的下侧表面，这些固定机构延伸穿过下壳462中的螺钉孔636a、636b并进入相应的套筒轴承托架601中的内螺纹螺钉接收器634a、634b，其中螺钉635a、635b与螺钉接收器634a、634b螺纹接合以将套筒轴承托架601、602牢固地固定到下壳461的下侧。如图6B所示，套筒轴承托架601包括具有矩形板状配置的纵向延伸的中央部分632和设置在中央部分632的每个横向侧上的两个纵向延伸的侧导轨633a、633b。如前所述，侧导轨633a、633b提供套筒轴承托架601(以及因此套筒轴承托架601固定地接合到的连接/FSR组件130)与手指撑杆部件122(见例如图4A)之间的纵向可滑动接合。该滑动接合在图6F中由箭头B示出。
因此，连接/FSM组件130的下壳461连接到附接在其下的手指撑杆部件122，其方式使得组件130和手指撑杆部件122的角定向保持固定，然而允许手指撑杆部件122相对于下壳自由地纵向移动或滑动。如前所述，上壳460固定地附接到下壳461并且因此上壳相对于手指撑杆部件122的运动与下壳461相对于手指撑杆部件122的运动相同。换句话说，上壳460和下壳461可以在空间中以保持固定在一起的上壳460和下壳461与手指撑杆部件122固定角度关系的方式移动。换句话说，如果主体向上延伸他或她的手指，例如，使得手指的远端向上枢转，则固定在一起的上壳和下壳460、461的远端将类似地向上枢转。也就是说，虽然可能发生此类向上枢转(保持固定在一起的壳460、461与手指撑杆部件122之间的固定角度定向)，但固定在一起的上壳460和下壳461也可以相对于手指撑杆部件122纵向移动(即，滑动)，如前所述，这为主体提供了舒适的康复系统和矫形设备的佩戴和使用。
此外，如前所述，中央支撑件459和下壳461被配置成由于它们之间的可枢转连接而相对于彼此“摆动”。因此，中央支撑件459被配置成相对于下壳461和上壳460两者“摆动”。上壳460和下壳461相对于中央支撑件459的“摆动”方向与主体的手臂呈纵向。如前所述，中央支撑件459也在其近端固定地连接到柔性中间部件128的远端(见图4A)，使得中央支撑件459与柔性中间部件128以固定关系移动。因此，当柔性中间部件128被弯曲以使其远端向上延伸时，中央支撑件459类似地以中央支撑件459本质上是柔性中间部件128的远端的固定延伸的方式向上延伸。
如所讨论的，中央支撑件459承载两个FSR，即，顶部FSR 615和底部FSR 616。顶部FSR 615的感测表面642面向上朝向顶部缓冲器、按钮或柱塞结构637a，该结构637a固定到上壳460的面向下的内表面，而底部FSR 616的感测表面641面向下朝向底部缓冲器、按钮或柱塞结构637b，该结构637b固定到下壳461的面向上的内表面。在所示实施例中，两个缓冲器637a、637b与两个FSR 615、FSR 616分开并且固定到上壳460和下壳461的相应表面。特别地，顶部缓冲器637a固定到上壳460，并且具体地，固定到上壳460的内表面，使得顶部缓冲器的“圆顶”部分面向下朝向顶部FSR 615的面向上的感测表面642。底部缓冲器637b固定到下壳461，并且具体地，固定在设置在下壳461中的圆形凹槽/开口640内或其中，使得底部缓冲器637b的“圆顶”部分面向上朝向底部FSR 616的面向下的感测表面641。
现在转向如何在矫形设备中利用这些力感测能力的讨论，可参考图6G-图6H。作为图6G中所示的第一示例，假设矫形设备没有被致动而是患者在他或她自己的力下张开/延伸他或她的手指，如图6G中的箭头C所示。此外，假设矫形设备能够被患者自己的手指张开力“强制”打开(即，强制进入“延伸”位置)，在某些情况下，这可能涉及激活与矫形设备能够“跟随”主体的意志动作相关联的电机。换句话说，虽然是患者自己的手指操作力引起了矫形设备中的此类移动，但线性致动器可以“打开”以允许手指在患者自己的力的作用下(无需协助)打开。在图6G中所示的情况下，患者自己的手指张开力引起下壳461位于枢轴点/销钉606远侧的一部分(包括固定到其上的底部缓冲器637b)相对于中央支撑件的也位于枢轴点/销钉606远侧的部分向上移动，使得底部缓冲器637b的圆顶表面接触底部FSR 616的面向下的感测表面641并对其施加力。因此，在图6G中所示的场景中，底部FSR 616捕获从中可以确定患者的手指张开力的测量值。
即使在图6C中所示的场景中，矫形设备还可以取决于感测到的由患者自己的意志移动施加的力的大小，协助张开患者的手。例如，如果患者根据自己的意志尽可能地延伸他或她的手指并且不能进一步移动，使得感测表面641上的力减小或完全停止存在，则矫形设备可以被编程为从那里接管打开手指的剩余方式以实现全方位的运动体验。
下面参考图6H，示出了第二种情况，其中可以假设患者在他或她自己的意志下闭合/弯曲他或她的手指并且矫形设备再次没有被致动但能够“跟随”主体的意志动作，使得矫形设备可被患者自己的手指闭合力“强制”进入弯曲或闭合位置。在该第二种情况下，患者自己的手指闭合力引起上壳460位于枢轴点/销钉606远侧的一部分(并因此固定到其上的顶部缓冲器637a)被向下“拉动”，如6H中的箭头D所示，使得顶部缓冲器637a的圆顶表面与顶部FSR 615的面向上的感测表面642接触并对其施加力。因此，顶部FSR 615能够测量患者的“手指闭合力”。
接下来仍然参考图6H，示出了另一种使用场景，其中可以假设矫形设备被致动以打开/延伸手指撑杆组件122并因此打开/延伸固定在其上的患者的手指，但是患者不能提供任何手指张开/延伸力。在该情况下，柔性中间部件128可以被致动，使得其远端更向上地定向以向上并且在顺时针方向上移动连接/FSM组件的中央支撑件459，如图6H中的箭头E所示。由于在该情况下，假设患者将不提供打开手指的协助，因此上壳460和下壳461的远侧部分将相对于中央支撑件459以逆时针方向向下“摆动”，使得顶部FSR 615面向上的感测表面642与固定到上壳460的内表面的顶部缓冲器637a接触并抵靠。在该情况下，底部FSR 616的面向下的感测表面641将不再与固定到下壳461的底部缓冲器637b接触。在该情况下，在顶部FSR 615处存在力并且在底部FSR 616处不存在力可以由此通知矫形设备：患者在由矫形设备致动的手指张开/延伸移动中提供很少协助或没有提供协助。
接下来，现在返回参考图6G，可以示出另一种使用场景，其中假设矫形设备再次被致动，这次是闭合或弯曲手指撑杆部件122并因此闭合或弯曲患者的手指。在该情况下，患者不能提供任何手指闭合力或弯曲力，而是替代地通过矫形设备的操作将其移动到弯曲位置。在该情况下，柔性中间部件128被致动，使得其远端变得更加向下定向，如图6G中的箭头F所示，这进而导致连接/FSM组件的中央支撑件459以逆时针方向向下移动，参考图6G。因为在该情况下患者没有提供闭合手指的协助，所以固定在一起的上壳460和下壳461(它们再次相对于手指撑杆部件122并因此相对于患者的手指处于固定的角度定向)然后将相对于中央支撑件459沿顺时针方向“摆动”，直到底部FSR 616的面向下感测表面641接触并抵靠固定到下壳461的底部缓冲器637b。此外，顶部FSR 615的面向上感测表面642将不与固定到上壳460的顶部缓冲器637a接触。在该情况下，在底部FSR 616处存在力而在顶部FSR 615处不存在力可以由此通知矫形设备：患者没有在由矫形设备致动的手指闭合/弯曲移动中提供任何协助。
为了说明又一种场景并继续参考图6G，可以假设在该场景中矫形设备被致动以如箭头G所示打开/延伸手指撑杆部件122，但是患者提供超过由矫形设备206提供的打开/延伸力的全手指张开力，如箭头C所示。在该情况下，尽管柔性中间部件128正在提供将参考图6G沿顺时针方向向上移动中央支撑件459的力，患者在手指撑杆部件122上并因此在成角度地固定到其上的上壳460和下壳461上提供更大的打开/延伸力，并且因此，患者有意志地使上壳460和下壳461以比致动的中央支撑件459被矫形设备致动的速度更快的速度移动。因此，在该情况下，固定到下壳461的底部缓冲器637b可以与底部FSR的面向下感测表面641接触并压靠在其上，而固定到上壳460的顶部缓冲器637a可以不受力并且因此不对顶部FSR的面向上的感测表面642提供力。因此，在该情况下，在底部FSR 616处感测到的力的存在和在顶部FSR 615处感测到的力的缺失可以通知矫形设备：患者提供用以实现期望的手指张开/弯曲的所有必要的手指张开力。
在其他实施方式中，负载单元力感测可以与推拉线126结合使用，以提供上述力感测功能。在图9中所示的一种实施方式中，圆柱形鼓形结构形式的负载单元力传感器950可以与前述推拉线126串联设置，例如，其中鼓形结构的一侧面向近侧而鼓形结构的另一侧面向远侧。在该实施方式中，推拉线126可包括线的两部分，线的近侧部分126a和线的远侧部分126b。推拉线126a的近侧部分可使其近端如先前所讨论地附接(即，附接至主壳体结构124内的线性电机974的远端)并且其远端固定附接至负载单元鼓形结构950的面向近侧的一侧。推拉线126b的远侧部分可以使其近端固定地附接到负载单元鼓形结构950的面向远侧的一侧，并且其远端固定地附接到力感测模块组件924。在图9中，负载单元力传感器950的定位显示为与力感测模块组件927相关联或包含在力感测模块组件927中，但应当理解，负载单元力传感器950可定位得更近(例如，在主组件124内)。可以选择能够感测张力(例如，通过向远侧延伸推拉线126抵靠负载单元力传感器，施加在负载单元力传感器上)和压缩力(例如，通过向近侧拉动推拉线以有效“拉”负载单元力传感器，施加在负载单元力传感器上)的负载单元力传感器设计。因此，力感测模块的此类实施方式可以提供与例如先前描述的意志操作模式以及包括有助于监测康复进度的功能的其他功能结合的功能。除了意志模式之外，本文描述的矫形设备还可以在其他操作模式下起作用。
现在参考图7A-图7B，示出了用于矫形设备(诸如先前描述的设备106、206)中的手指撑杆部件122的实施例。手指撑杆部件122设计成固定相邻的两个手指(例如，食指和相邻的中指)。手指撑杆部件122被设计成可用于右手和左手两者的应用。手指撑杆部件122包括其中在使用中位于两个固定手指上方的上细长板状手指接合组件462和在使用中位于两个固定手指下方的下细长板状手指接合组件463。两个可调节束带123a、123b设置有两个手指接合组件462、463，以将组件123a、123b与手指固定就位，在使用中组件123a、123b作为一个单元固定在两个组件462、463之间。
在图7A-图7B中所示的实施例中，下手指接合组件463包括刚性外壳700(也称为下壳)和相对应的下手指撑杆垫702，该下手指撑杆垫702装配在下刚性壳700内并时抵靠在使用中主体的两个固定手指的底表面。下刚性壳700的尺寸可以被设计成使得其长度(当佩戴时与手指平行的尺寸)被选择为使得下壳700从在使用中将驻留在主体的指关节与第一组关节之间的近侧位置延伸到在使用中将驻留在手指远侧尖端处或稍微超出手指远侧尖端的远侧位置，例如图1D和图2A-图2B中所示，并且尺寸可以进一步设计成使得其宽度(当佩戴时与手指垂直的尺寸)被选择为使得下壳700延伸大约两个手指的宽度，壳700将固定到该两个手指。下壳700可具有大致符合待固定的两个手指的形状，并且可包括如图所示沿着壳700的中心延伸的纵向脊，该纵向脊将符合两个手指的形状，其中脊将邻近两个手指会合的位置定位。下壳720还可包括两个间隔开的腔722a、723b，它们横向延伸穿过其中以容纳将被拧入穿过其中的两个束带123a、123b。下手指撑杆垫702可以具有与下刚性壳700大致相同的长度、宽度和形状，其中该形状大致符合待固定的手指并且包括沿着该垫702的中心延伸的纵向脊。下手指撑杆垫702可包括泡沫或泡沫状材料，当佩戴时紧贴主体的皮肤的该泡沫或泡沫状材料是舒适的。
参考图7B，上手指接合组件462包括刚性壳701(也称为上壳)和相对应的上手指撑杆垫703，该上手指撑杆垫703装配在上刚性壳701内并抵靠在使用时主体的两个固定手指的顶表面。上刚性壳701的尺寸可以类似于下刚性壳700，即，使得其长度(当佩戴时与手指平行的尺寸)被选择为使得上壳701从在使用中将驻留在主体的指关节与第一组关节之间的近侧位置延伸到在使用中将驻留在手指远侧尖端处或稍微超出手指远侧尖端的远侧位置，例如在图1D和图2A-图2B中所示，并且尺寸可以进一步设计成使得其宽度(当佩戴时与手指垂直的尺寸)被选择为使得上壳701延伸大约两个手指的宽度，壳701将固定到该两个手指。上壳701再次类似于下壳700，可具有大致符合待固定的两个手指的形状，并且可包括如图所示沿着壳701的中心延伸的纵向脊，该纵向脊将符合两个手指的形状，其中脊将邻近两个手指会合的位置定位。上手指撑杆垫703可以具有与上刚性壳701大致相同的长度、宽度和形状，其中该形状大致符合待固定的手指并且包括沿着该垫703的中心延伸的纵向脊。上手指撑杆垫703可包括泡沫或泡沫状材料，当佩戴时紧贴主体的皮肤的该泡沫或泡沫状材料是舒适的。
如图7B中所示，上手指接合组件462进一步包括配置成与连接/FSM组件的薄型套筒轴承托架601(见图6B)配合的薄型套筒轴承704，以提供先前描述的连接/FSM 130与手指撑杆部件122之间可纵向滑动的接合。在该实施例中，套筒轴承704被配置成连接在上刚性壳701的外侧上(即，在壳701的与下垫702相反的一侧上)。
如图7B中进一步所示，为了在其上容纳套筒轴承704，上刚性壳701具有形成在其外表面上的矩形开放腔室结构713，矩形套筒轴承704位于该开放腔室结构713内。开放腔室结构713包括矩形配置的四个壁714a、714b、715a、715b，该矩形配置的尺寸被设计成与套筒轴承704的尺寸相对应，使得套筒轴承704位于开放腔室结构713内，其侧面与四个侧壁714a、714b、715a、715b相邻。这四个壁具体包括远侧侧壁714a和近侧侧壁714b，以及两个横向侧壁715a、715b。上刚性壳701的外表面包括位于四个壁714a、714b、715a、715b内的平坦表面区域716，该表面区域716用作开放腔室结构713的底面，套筒轴承704的底面抵靠在该底面上。
仍然参考图7B，套筒轴承704的尺寸可如图所示，其长度刚好略小于其放置在上的上壳701的长度，而其宽度大约是上刚性壳701宽度的三分之一到一半。套筒轴承704可具有沿其整个纵向范围相同的横向横截面，该横截面大体呈面向上的“C”构造，其中套筒轴承704包括大体平坦的矩形底板707和两个臂718a、718b，这两个臂首先从底板707的每个横向侧向上延伸然后向内朝向彼此，从而形成两个纵向延伸的凹槽，连接/FSM组件的套筒轴承托架702的相对应的侧导轨633a、633b(见图6B)以纵向可滑动接合的方式位于该凹槽内。
如图7B中所示，套筒轴承704可以在其开放腔室713内使用任何合适的紧固机构(诸如插座头部螺钉707a、707b和相对应的螺纹嵌件706a、706b(在图7B中仅示出706a))固定地固定到上刚性壳701。具体地，螺钉707a、707b可以插入穿过套筒轴承704延伸并位于套筒轴承704的相对纵向端的两个螺钉孔708a、708b，并进一步穿过延伸穿过上壳701并与位于螺纹孔708a、708b下侧的螺纹嵌件706a、706b的内螺纹接合的两个相对应的螺钉孔708a、708b(在图7B中仅示出708a)。
上手指接合组件462还可包括两个弹性夹705a、705b，如图7B中所示，弹性夹705a、705b可以部分地用于将束带123a、123b固定到上手指接合组件462。具体地，弹性夹705a、705b可以如图所示在总体配置中是细长的并且具有沿其整个纵向范围通常呈“L”形的横截面。两个弹性夹705a、705b中的每一个可以具有如图所示的长度，其长度与套筒轴承704的长度大致相同，并且弹性夹705a、705b中的每一个可以被设计和配置成固定到上刚性壳701与套筒轴承704并排的外表面。具体地，第一弹性夹705a可以设置在套筒轴承704的一个横向侧上，而第二弹性夹705b可以设置在套筒轴承704的相对横向侧上，如图7B中所示。
弹性夹705a、705b各自包括作为“L”形横截面的一个腿的一部分，该部分被配置成沿着夹705a、705b的整个纵向范围邻接上刚性壳701的面向外的表面。夹705a、705b的该邻接部分包括两个间隔开的凹槽719a、719b，该凹槽719a、719b在夹705a、705b与刚性壳701的外表面之间形成两个间隙，其目的是容纳其下面的束带123a、123b的相对应端。因此，束带123a、123b的相对应第一端720a、720b可设置在第一夹705a的凹槽719a、719b之内和下方，并且束带123a、123a的相对应相对的第二端可设置在第二夹705b中类似凹槽下方(第二夹705b中的这些凹槽在图7B中未示出，但可以在形式上类似于第一夹705a中的凹槽720a、720b)。凹槽720a、720b的尺寸可以设计成使得当夹705a、705b被向下夹在刚性壳701的外表面上时，夹705a、705b将两个束带123a、123b的两端固定在其凹槽705a、705b内。
夹705a、705b可以使用任何合适的紧固件机构(诸如六个螺钉711a-711f和相对应的螺纹嵌件712a-712f)固定到上刚性壳701。具体地，螺钉711a-711f可以是如图所示的六角驱动平头螺钉，其可以插入穿过延伸穿过两个弹性夹705a、705b的六个螺钉孔709a-709f(在一个夹705a中具有三个螺钉709a-709c，而在另一个夹705b中具有三个螺钉709d-709f)并进一步穿过延伸穿过上壳701的六个相对应的螺钉孔710a-710f，并与位于螺钉孔710a-710f下侧的螺纹嵌件712a-712f的内螺纹接合。
束带之一(特别是近侧束带123a)可以被配置成是可调节的，在该情况下，束带123a的一端720a可以不固定在夹705a下方，而是替代地可以可调节地固定在包括销钉保持器721a1、721a2和相对应的销钉(图7B中未示出，但在配置上类似于图4F中所示的上主壳体壳445中设置的销钉492a-492c)的束带连接结构下方并固定到其上。通过该配置，远侧束带123b可以被固定并且不可调节，其中近侧束带123a可以是可调节的。因此，当穿戴矫形设备时，主体可以从手指撑杆垫702、703的近端在两个手指撑杆垫702、703之间滑动他或她的两个手指。远侧束带123b可以被配置成使得两个手指的远端可以相对贴合地在衬垫702、703之间滑动，然后当手指在两个衬垫702、703之间完全纵向延伸时，通过将近侧束带123a的端720a连接到销钉型可调节束带连接结构中，近侧束带123a可以被收紧到位以确保患者舒适。或者，束带123a、123b都可以被配置成不可调节的，在该情况下，例如近侧束带123a的端720a可以固定在弹性夹705a的相对应凹槽719a下方。
现在转向图7C，示出了左手拇指件234的外部部分的进一步细节。如前所述，拇指件234在近端处附接到主体的拇指所在的主壳体结构124的一侧。在图7C的示例中的拇指件234延伸到拇指接触部分138，该部分在使用中与拇指的内表面接触，以便将拇指保持在如图1D和图2A-图2B所示的大致延伸位置。在该实施例中，拇指件234可手动调节至诸如图1D和图2A-图2B中所示的位置，并且一旦被手动调节到那个位置，就保持在那个位置，或者换句话说，在该实施例中不是由诸如电机之类的致动器致动，而是在处于康复会话的矫形设备的使用期间保持在相同的位置。
如图7C中所示，拇指撑杆组件234包括：近侧段452，该近侧段452的近端可旋转地连接在上壳445(见图4E)的一侧，中间关节454可移动地连接到近侧段452的远端；远侧段453，该远侧段453的近端可移动地连接到中间关节454，而拇指接口部件455可旋转地连接到远侧段453的远端。以上结合图4G-4F的描述提供了图7C中所示的拇指撑杆组件的这些和进一步方面的附加描述。图7C进一步示出了拇指接口部件455，其包括：肩部枢轴接口，该肩部枢轴接口配置成允许近侧段452相对于拇指撑杆组件的连接器部分483(见图4G)可枢转地调节；以及调节设置/释放机构，其中近侧段452可以从连接器部分483可旋转地释放以调节它们之间的角度关系，并且在调节到针对主体的适当角度关系时，锁定到设置位置。
在本领域技术人员将理解的其他实施方式中，可以提供一种可穿戴矫形设备，其实现除了如上所图示和如上所述的受损上肢的手指之外的附加和/或替代身体部位的移动。例如，上述系统和部件的各个方面可以被配置成提供与上肢和下肢相关联的其他身体部位的康复移动。例如，上肢移动可以与拇指(例如，延伸和弯曲，以及拇指相对于手的左右运动)、手腕(例如，延伸和弯曲，以及手相对于前臂的左右移动)、肘部(例如，相对于上臂延伸和弯曲下臂)和肩部结合提供。例如，在手腕运动的情况下，可以提供如上所述的被配置成佩戴在前臂上的主壳体结构124，并且可以提供包括力感测部件的身体部位附接结构以固定手。此外，在提供手指和/或拇指康复移动的其他实施方式中，可以提供主壳体结构124，其被配置成部分地或单独地佩戴在手上，并提供手指和/或拇指附接结构。
现在转向图8A，为诸如图1中所示的系统100之类的康复系统提供了示例系统架构。关于系统100的各部件之间的通信，在该实施例中在平板计算设备110上提供的应用程序可以通过使用诸如
Figure BDA0003133588060000531
之类的协议的无线通信来与EEG头戴式耳机104进行通信，也通过使用诸如Wifi直连之类的协议的无线通信来与矫形设备106进行通信，并且还通过使用诸如WiFi之类的协议的无线通信来与路由器114进行通信。
与EEG头戴式耳机104的
Figure BDA0003133588060000532
连接可以通过平板计算机110中的通信(COM)端口仅配对一次，并且通信号码可以保存在平板计算机110上的应用程序中。每当用户打开平板计算机110上的应用程序时，平板计算机也可以通过
Figure BDA0003133588060000541
无线自动连接到EEG头戴式耳机104。
平板计算机110上的应用程序与矫形设备106之间的连接可以基于矫形设备的序列号建立，该序列号可以仅输入应用程序一次。每当用户打开应用程序时，应用程序可以自动搜索该序列号，然后连接到矫形设备。
图8B图示了在治疗系统100的一些实施方式中，治疗会话中可以存在三种操作模式，即，设置模式、校准模式和提示模式。每种模式可以处理不同的任务。
对于设置模式，应用程序可以使用设置模式代码序列以在治疗会话开始时和用户戴上头戴式耳机后检查EEG头戴式耳机的传感器的接触。在设置模式下，从EEG头戴式耳机接收到的所有EEG数据可以发送到矫形设备，该矫形设备然后可以确定每个传感器以及整个EEG头戴式耳机的接触质量。
对于校准模式，应用程序可以存储EEG数据并将该数据发送到矫形设备。矫形设备然后可以将来自“休息/放松”提示的数据与来自“想象移动手指”提示的数据进行比较。然后可以比较并存储这两组数据以供稍后在提示模式中使用，并且可以将结果从矫形设备发送回平板计算机上的应用程序以供永久存储。
对于提示模式，应用程序可以存储EEG数据并将其发送到矫形设备。矫形设备然后可以确定患者的移动持续意图，并且可以将结果发送回应用程序，该应用程序可以在屏幕上以图形形式显示结果以及将结果存储在永久存储中。
图8C图示在一种实施方式中，应用程序可具有“观看-模型”的结构。“观看”可以在屏幕上显示治疗会话信息并从用户获得输入。“模型”可以从矫形设备接收EEG数据和结果，如图8C中所示。
在一些实施方式中，可以在使用图1的康复系统100的过程期间显示的屏幕快照。例如，屏幕快照可以例如显示在平板计算设备110的显示屏112上，并且可以由平板计算机110正在执行的应用程序生成。
例如，可以提供显示平板计算机自动连接到EEG头戴式耳机和矫形设备的显示器，并且一旦到矫形设备的连接成功，应用程序可以在显示设备上显示“已连接”。一旦与EEG头戴式耳机的连接成功，并且接收到的数据被认为是好的，应用程序可使显示设备上显示“EEG：好”。
可以在显示设备上提供与首次设置相关的附加显示，并且在某些情况下可以每个用户只显示一次。首先关于EEG头戴式耳机的设置，可在EEG头戴式耳机传感器与用户头部之间提供接触检查。应用程序可以记录来自在对主体的某些特定提示期间捕获的EEG信号的脑信号数据，并且可以将记录的脑信号数据发送到矫形设备，该矫形设备可以比较数据以确定传感器接触质量并提供质量结果评估。
此外，可以提供与初始筛选相关的屏幕显示。例如，在开始治疗会话之前，应用程序可使对主体的脑电波数据进行筛选。该数据可用于确定特定主体的最佳脑电波频率。
此外，可以在与患者设置相关的显示设备上提供屏幕显示并且可以为每个用户显示一次。具体地，可以提供显示器来引导来自医疗保健专业人员的输入以输入例如用于治疗会话的患者数据。应用程序可以使用平板计算机及其相关联的显示器来将该信息传送到矫形设备，并且矫形设备可以将该信息保存在其存储器中。
此外，可以提供各种屏幕显示来指导使用矫形设备的日常治疗。例如，在执行了首次设置和患者设置之后，应用程序然后可以促进日常治疗会话。首先可以是EEG头戴式耳机的设置。因此，在每个治疗会话开始时，应用程序可以确认EEG头戴式耳机传感器接触质量。接下来，应用程序可以促进系统的校准作为治疗会话的一部分，例如在图3B中所示(参考文献380)。应用程序可以分两步，将EEG头戴式耳机校准到用户当天的脑信号：1)在用户执行指定动作的同时读取脑信号；以及2)在想象执行指定动作的同时读取脑信号。这两组信号的比较可用于治疗会话的其余部分。
接下来，可以提供屏幕显示以促进待执行的第一次日常锻炼会话。例如，应用程序可以执行以首先提供“开始”屏幕，然后使用目标收集两个数据集：1)在执行被选择用作基础脑电波的指定动作时记录用户的脑信号；以及2)在执行或想象执行与定义的运动功能相对应的指定信号时记录用户的脑信号。然后，应用程序可以将传入的脑信号数据发送到矫形设备，然后该矫形设备可以根据信号确定患者是否打算执行与定义的运动功能相对应的特定动作，如果是，则矫形设备可以操作以协助用户执行定义的电机功能。矫形设备可以将该数据报告回应用程序，该应用程序可以图形地显示执行定义的运动功能的成功并且还可以存储该数据。可以有指定数量的日常治疗会话，例如，五个会话。当完成一个会话时，应用程序可以操作以使该会话的结果显示给用户。此外，在完成一天的所有治疗会话后，可以提供总体结果显示。
图10是可被用于将本文档中描述的系统和方法实现为客户端或服务器或多个服务器的计算设备1000、1050的框图。计算设备1000旨在代表各种形式的数字计算机，诸如膝上型计算机、台式机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其他合适的计算机。计算设备1050旨在代表各种形式的移动设备，诸如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其他类似的计算设备。此外，计算设备1000或1050可包括通用串行总线(USB)闪存驱动器。USB闪存驱动器可以存储操作系统和其他应用。USB闪存驱动器可包括输入/输出部件，诸如可以插入到另一个计算设备的USB端口中的无线发射器或USB连接器。这里所示的部件、它们的连接和关系以及它们的功能仅是示例性的，并不意味着限制本文档中描述和/或要求保护的实施方式。
计算设备1000包括处理器1002、存储器1004、存储设备1006、连接到存储器1004和高速扩展端口1010的高速接口1008、以及连接到低速总线1014和存储设备1006的低速接口1012。组件1002、1004、1006、1008、1010和1012中的每一个使用各种总线互连，并且可以适当地安装在公共主板上或以其他方式安装。处理器1002可以处理用于在计算设备1000内执行的指令，包括存储在存储器1004中或存储设备1006上的指令，该指令用于在外部输入/输出设备(诸如耦合到高速接口1008的显示器1016)上显示GUI的图形信息。在其他实施方式中，可以视情况使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和存储器类型。此外，可以连接多个计算设备1000，其中每个设备提供必要操作的部分(例如，作为服务器组、刀片服务器群或多处理器系统)。
存储器1004存储计算设备1000内的信息。在一个实施方式中，存储器1004是一个或多个易失性存储器单元。在另一个实施方式中，存储器1004是一个或多个非易失性存储器单元。存储器1004也可以是另一种形式的计算机可读介质，诸如磁盘或光盘。
存储设备1006能够为计算设备1000提供大容量存储。在一种实施方式中，存储设备1006可以是或包含计算机可读介质，诸如软盘设备、硬盘设备、光盘设备，或磁带设备、闪存存储器或其他类似的固态存储器设备，或设备(包括存储区域网络或其他配置中的设备)阵列。计算机程序产品可以有形地体现在信息载体中。计算机程序产品也可包含指令，当该指令被执行时执行一个或多个方法，诸如上文描述的那些方法。信息载体是计算机或机器可读介质，诸如存储器1004、存储设备1006或处理器1002上的存储器。
高速控制器1008管理计算设备1000的带宽密集操作，而低速控制器1012管理较低带宽密集的操作。此类功能分配仅是示例性的。在一种实施方式中，高速控制器1008耦合到存储器1004、显示器1016(例如，通过图形处理器或加速器)以及耦合到高速扩展端口1010，该高速扩展端口1010可以接受各种扩展卡(未示出)。在实施方式中，低速控制器1012耦合到存储设备1006和低速扩展端口1014。低速扩展端口可包括各种通信端口(例如，USB、蓝牙、以太网、无线以太网)，这些通信端口可以(例如，通过网络适配器)耦合到一个或多个输入/输出设备，诸如键盘、定点设备、扫描仪或网络设备(诸如交换机或路由器)。
计算设备1000可以以多种不同的形式实现，如图中所示。例如，它可以被实现为标准服务器1020，或者在一组此类服务器中多次实现。它也可以作为机架服务器系统1024的一部分来实现。此外，它可以在诸如膝上型计算机1022之类的个人计算机中实现。或者，来自计算设备1000的部件可以与移动设备(诸如设备1050)中的其他部件(未示出)组合。此类设备中的每一个可以包含计算设备1000、1050中的一个或多个，并且整个系统可以由彼此通信的多个计算设备1000、1050组成。
计算设备1050包括处理器1052、存储器1064、输入/输出设备(诸如，显示器1054)、通信接口1066以及收发器1068，以及其他部件。设备1050还可以配备有存储设备(诸如微驱动器或其他设备)，以提供额外的存储。组件1050、1052、1064、1054、1066和1068中的每一个使用各种总线互连，并且可以将若干组件安装在公共主板上或以其他方式适当地安装。
处理器1052能够执行计算设备1050内的指令，包括存储在存储器1064中的指令。处理器可以被实现为包括单独和多个模拟和数字处理器的芯片组。此外，处理器可以使用多种架构中的任何一种来实现。例如，处理器1052可以是CISC(复杂指令集计算机)处理器、RISC(精简指令集计算机)处理器或MISC(最小指令集计算机)处理器。例如，处理器可以提供设备1050的其他部件的协调，诸如用户界面的控制、设备1050运行的应用和设备1050的无线通信。
处理器1052可通过控制接口1058和耦合至显示器1054的显示接口1056与用户通信。例如，显示器1054可以是TFT(薄膜晶体管液晶显示器)显示器或OLED(有机发光二极管)显示器，或其他适当的显示器技术。显示接口1056可包括用于驱动显示器1054以向用户呈现图形和其他信息的适当电路系统。控制接口1058可以接收来自用户的命令并且将它们转换以提交给处理器1052。另外，可以提供与处理器1052通信的外部接口1062，以便实现设备1050与其他设备的近区域通信。例如，外部接口1062可以提供在一些实施方式中的有线通信，或在其他实施方式中的无线通信，并且也可以使用多个接口。
存储器1064存储计算设备1050内的信息。存储器1064可被实现为一个或多个计算机可读介质、一个或多个易失性存储器单元或一个或多个非易失性存储器单元中的一个或多个。扩展存储器1074还可以被提供并通过扩展接口1072连接到设备1050，该扩展接口1072可包括例如SIMM(单列直插式存储器模块)卡接口。此类扩展存储器1074可以为设备1050提供额外的存储空间，或者也可以为设备1050存储应用或其他信息。具体地，扩展存储器1074可包括执行或补充上述过程的指令，并且还可包括安全信息。因此，例如，扩展存储器1074可以作为设备1050的安全模块提供，并且可以用允许安全使用设备1050的指令编程。此外，可以经由SIMM卡提供安全应用以及附加信息，诸如以不可破解的方式在SIMM卡上放置识别信息。
该存储器可包括，例如，闪存存储器和/或NVRAM存储器，如下文讨论的。在一个实施方式中，计算机程序产品有形地体现在信息载体中。计算机程序产品包含指令，当该指令被执行时执行一个或多个方法，诸如上文描述的那些方法。信息载体是计算机可读介质或机器可读介质，诸如存储器1064、扩展存储器1074或处理器1052上的存储器，其可以例如通过收发器1068或外部接口1062接收。
设备1050可通过通信接口1066无线地通信，该通信接口1066可包括数字信号处理电路系统(如必要)。通信接口1066可提供在各种模式或协议下的通信，主语GSM语音呼叫、SMS、EMS或MMS消息、CDMA、TDMA、PDC、WCDMA、CDMA2000或GPRS等。例如，可以通过射频收发器1068进行此类通信。此外，还可以发生短程通信，诸如使用蓝牙、WiFi或其他此类收发器(未示出)。此外，GPS(全球定位系统)接收器模块1070可向设备1050提供附加的导航和位置相关的无线数据，该无线数据可由运行在设备1050上的应用适当地使用。
设备1050也可使用音频编解码器1060可听地通信，该音频编解码器1060可接收来自用户的口头信息并且将其转换为可使用的数字信息。音频编解码器1060也可以为用户(诸如通过扬声器，例如，在设备1050的手持设备中)产生可听见的声音。此类声音可包括来自语音电话呼叫的声音，可以包括录制的声音(例如，语音消息、音乐文件等)，还可以包括在设备1050上操作的应用生成的声音。
计算设备1050可以以多种不同的形式实现，如图中所示。例如，它可以作为蜂窝电话1080来实现。它还可以作为智能电话1082、个人数字助理或其他类似移动设备的一部分来实现。
本文描述的系统和技术的各种实现可在数字电子电路系统、集成电路系统、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中被实现。这些各种实施方式可包括在一个或多个计算机程序中的实施方式，该一个或多个计算机程序在可编程系统上是可执行的和/或可解释的，该可编程系统包括至少一个可编程处理器(该可编程处理器可以是专用的或通用的)，该至少一个可编程处理器被耦合用于从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并且向其传输数据和指令。
这些计算机程序(也称为程序、软件、固件应用或代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程和/或面向对象的编程语言实现并且/或者以汇编/机器语言实现。如本文所使用的，术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(PLD))，包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。
为了提供与用户的交互，此处描述的系统和技术可在具有用于向用户显示数据的显示设备(如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)显示器)以及用户可通过它向计算机提供输入的键盘和定位设备(如，鼠标或跟踪球)的计算机上实现特征。其他种类的设备也可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声音输入、语音输入或触觉输入。
本文描述的系统和技术可在计算机系统中被实现，该计算机系统包括后端部件(例如，作为数据服务器)或包括中间件部件(例如，应用服务器)或包括前端部件(例如，具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机，用户能够通过该客户端计算机与本文描述的系统和技术的实现交互)或此类后端、中间件或前端部件的任何组合。系统的部件可由任何形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互相连接。示例通信网络包括：局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)、对等网络(具有自组织或静态成员)、网格计算基础设施和因特网。
计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的关系根据在相应计算机上运行且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。
已经描述了数个实施例。然而，应当理解，可以进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。此外，在附图中描绘的逻辑流程不需要所示出的特定顺序或相继顺序来实现期望的结果。此外，其他步骤可被提供，或者步骤可被从所描述的流程中被消除，并且其他部件可被添加到所描述的系统或从所描述的系统中被移除。因此，其它实施方式包括在所附权利要求书的范围内。

Claims (110)

1.一种用于使主体的受损身体部位康复的系统，包括：
被配置成从所述主体收集脑信号的脑信号采集系统；
矫形系统，所述矫形系统被配置成附接到所述受损身体部位以及移动或协助所述受损身体部位的移动；以及
控制系统，所述控制系统被配置成以下列各项操作所述矫形系统：(a)第一模式，在所述第一模式中所述矫形系统基于根据脑信号的分析确定的主体的意图来操作以移动或协助所述受损身体部分的移动，以及(b)第二模式，在所述第二模式中所述矫形系统操作以移动所述受损身体部位。
2.如权利要求1所述的康复系统，其特征在于，当在所述第二模式下操作时，所述矫形系统操作以在多次重复锻炼中移动所述受损身体。
3.如前述权利要求中任一项所述的康复系统，其中所述第二模式是连续被动操作模式。
4.如前述权利要求中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统进一步被配置成以(c)第三模式操作所述矫形系统，在所述第三模式中所述矫形系统首先允许所述主体以预定运动移动或尝试以预定运动移动所述受损身体部位，然后操作以移动或协助所述受损身体部位的预定运动。
5.如权利要求4所述的康复系统，其特征在于，当在所述第三模式下操作时，所述矫形系统响应于所述控制系统检测到所述受损身体部位没有完成预定运动而操作以移动或协助所述受损身体部位的预定运动。
6.如权利要求5所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内发生来检测所述受损身体部位尚未完成预定运动。
7.如权利要求5-6中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成通过确定预定运动是否已经发生到预定程度来检测所述受损身体部位尚未完成预定运动。
8.如权利要求7所述的康复系统，其特征在于，所述预定程度与所述受损身体部位的预定伸展量相对应。
9.如权利要求4-8中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成发送提示以向所述主体指示以预定运动开始移动或尝试移动所述受损身体部位。
10.如权利要求5-9中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内开始来检测所述受损身体部位尚未完成预定运动。
11.如前述权利要求中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述受损身体部位由于所述主体经历的中风事件而受损。
12.如前述权利要求中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成佩戴在所述主体的手上并且操作以移动或协助所述手的移动。
13.如前述权利要求中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成使用电机驱动的致动来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动。
14.如前述权利要求中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成使用功能性电刺激来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动。
15.一种用于使主体的受损身体部位康复的系统，包括：
矫形系统，所述矫形系统被配置成附接到所述受损身体部位以及移动或协助所述受损身体部位的移动；以及
控制系统，所述控制系统被配置成以意志移动模式操作所述矫形系统，在所述意志移动模式中，所述矫形系统首先允许所述主体以预定运动有意识地移动或尝试有意识地移动所述受损身体部位，然后操作以移动或协助所述受损身体部位的预定运动。
16.如权利要求15所述的康复系统，其特征在于，所述矫形系统响应于所述控制系统检测到所述受损身体部位尚未完成预定运动而操作以移动或协助所述受损身体部位的预定运动。
17.如权利要求16所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内发生来检测所述受损身体部位尚未完成预定运动。
18.如权利要求16所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成通过确定预定运动是否已经发生到预定程度来检测所述受损身体部位尚未完成预定运动。
19.如权利要求18所述的康复系统，其特征在于，所述预定程度与所述受损身体部位的预定伸展量相对应。
20.如权利要求15-19中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成发送提示以向所述主体指示以预定运动开始移动或尝试移动所述受损身体部位。
21.如权利要求15-20中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述控制系统被配置成通过确定预定运动是否已经在预定时间段内开始来检测所述受损身体部位尚未完成预定运动。
22.如权利要求15-21中任一项所述的康复系统，其特征在于：
所述康复系统进一步包括被配置成用于从所述主体收集脑信号的脑信号采集系统；以及
控制系统，所述控制系统进一步被配置成在一模式下操作，在所述模式中，所述矫形系统基于根据对脑信号的分析确定的所述主体的意图来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动。
23.如权利要求15-22中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述受损身体部位由于所述主体经历的中风事件而受损。
24.如权利要求15-23中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成佩戴在所述主体的手上并且操作以移动或协助所述手的移动。
25.如权利要求15-24中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成使用电机驱动的致动来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动。
26.如权利要求15-25中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成使用功能性电刺激来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动。
27.一种用于使主体的受损身体部位康复的系统，包括：
被配置成从所述主体收集脑信号的脑信号采集系统；
矫形系统，所述矫形系统被配置成附接到所述受损身体部位以及移动或协助所述受损身体部位的移动；以及
控制系统，所述控制系统被配置成用于以下列各项操作所述矫形系统：(a)第一模式，在所述第一模式中所述矫形系统基于根据脑信号的分析确定的所述主体的意图来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动；(b)第二模式，在所述第二模式中所述矫形系统以连续被动操作模式操作，包括多次重复锻炼以移动所述受损身体部位；以及(c)第三模式，在所述第三模式中所述矫形系统首先允许所述主体以预定运动移动或尝试移动所述受损身体部位，然后操作以移动或协助所述受损身体部位的预定运动。
28.如权利要求27所述的康复系统，其特征在于，所述受损身体部位由于所述主体经历的中风事件而受损。
29.如权利要求27-28中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成佩戴在所述主体的手上并且操作以移动或协助所述手的移动。
30.如权利要求27-29中任一项所述的康复系统，其特征在于，矫形设备被配置成使用电机驱动的致动来操作以移动或协助所述受损身体部位的移动。
31.一种用于主体的矫形设备，包括：
主壳体组件，所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢上并且包括电机机构，所述电机机构被配置成致动所述主体上肢的身体部位的移动；
身体部位接口组件，所述身体部位接口组件被配置成固定在上肢的一部分并在所述电机机构的致动下引起固定身体部位的弯曲和伸展运动；以及
插入所述主壳体组件与所述身体部位接口组件之间的柔性中间构件，其中所述柔性中间构件被配置成响应于所述电机机构的驱动而弯曲或伸展，以使所述身体部位接口组件弯曲或伸展所述固定身体部位。
32.如权利要求31所述的矫形设备，其特征在于：
所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢的前臂上；
所述身体部位是所述主体的上肢的至少一个手指；以及
所述身体部位接口组件是手指接口组件，所述手指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指能够围绕与所述手指相关联的关节进行伸展和弯曲移动的方式固定到所述主体的上肢的至少一个手指。
33.如权利要求31所述的矫形设备，其特征在于：
所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢的手上；
所述身体部位是所述主体的上肢的至少一个手指；以及
所述身体部位接口组件是手指接口组件，所述手指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指能够围绕与所述手指相关联的关节进行伸展和弯曲移动的方式固定到所述主体的上肢的至少一个手指。
34.如权利要求31所述的矫形设备，其特征在于：
所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢的前臂上；
所述身体部位是所述主体的上肢的手；以及
所述身体部位接口组件被配置成以使得手能够围绕手腕和相对于前臂进行伸展和弯曲移动的方式固定到所述主体的上肢的手上。
35.如权利要求31-32中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备被配置成使得当佩戴时，所述柔性中间构件跨越所述主体的指关节。
36.如权利要求35所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备被进一步配置成使得当佩戴时，所述柔性中间构件在所述柔性中间构件的弯曲和伸展期间在所述主体的指关节上方保持间隔关系。
37.如权利要求31-36中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述柔性中间构件包括多个挡板构件，当所述矫形设备被所述主体佩戴时，所述挡板构件中的每一个大致垂直于沿着所述主体的前臂的长度的轴线定向。
38.如权利要求37所述的矫形设备，进一步包括推拉线，所述推拉线纵向伸展穿过所述挡板构件中的每一个并且连接在所述主壳体组件的所述电机机构与所述身体部位接口组件之间。
39.如权利要求38所述的矫形设备，其特征在于，所述挡板构件中的每一个具有所述推拉线伸展穿过的开口，每个开口与其他挡板构件的开口对齐。
40.如权利要求38-39中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述电机机构被配置成推动或拉动所述推拉线以使得所述挡板构件相对于彼此伸展或压缩，以使得所述身体部位接口组件向下或向上旋转。
41.如权利要求31-40中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述电机机构包括线性致动器。
42.如权利要求38-40中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备被配置成使得所述电机机构推动所述推拉线导致所述柔性中间构件的所述挡板构件的上部彼此远离地伸展并且所述身体部位接口组件向下旋转。
43.如权利要求38-40和42中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述矫形设备被配置成使得所述电机机构拉动所述推拉线导致所述柔性中间构件的所述挡板构件的上部朝向彼此压缩并且所述身体部位接口组件向上旋转。
44.如权利要求37-40和42-43中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述柔性中间构件包括附接到所述挡板构件中的每一个的底表面的平坦底部结构，使得所述挡板构件中的每一个的相对顶表面相对于彼此自由地压缩或膨胀。
45.如权利要求44所述的矫形设备，其特征在于，即使所述挡板构件的上部因所述推拉线的操作而被伸展和压缩，平坦底部结构在所述挡板构件的底部处保持多个挡板构件中的每一个之间的间距。
46.一种用于主体的康复系统，包括：
被配置成从所述主体收集脑信号的脑信号采集设备；以及
矫形设备，包括：
主壳体组件，所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢上并且包括电机机构，所述电机机构被配置成响应于所述脑信号而致动所述主体上肢的身体部位的移动；
身体部位接口组件，所述身体部位接口组件被配置成固定在上肢的一部分并在所述电机机构的致动下引起固定身体部位的弯曲和伸展运动；以及
插入所述主壳体组件与所述身体部位接口组件之间的柔性中间构件，其中所述柔性中间构件被配置成响应于所述电机机构的驱动而弯曲或伸展，以使所述身体部位接口组件弯曲或伸展所述固定身体部位。
47.如权利要求46所述的康复系统，其特征在于：
所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢的前臂上；
所述身体部位是所述主体的上肢的至少一个手指；以及
所述身体部位接口组件是手指接口组件，所述手指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指能够围绕与所述手指相关联的关节进行伸展和弯曲移动的方式固定到所述主体的上肢的至少一个手指。
48.如权利要求46所述的康复系统，其特征在于：
所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢的手上；
所述身体部位是所述主体的上肢的至少一个手指；以及
所述身体部位接口组件是手指接口组件，所述手指接口组件被配置成以使得固定的至少一个手指能够围绕与所述手指相关联的关节进行伸展和弯曲移动的方式固定到所述主体的上肢的至少一个手指。
49.如权利要求46所述的康复系统，其特征在于：
所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢的前臂上；
所述身体部位是所述主体的上肢的手；以及
所述身体部位接口组件被配置成以使得手能够围绕手腕和相对于前臂进行伸展和弯曲移动的方式固定到所述主体的上肢的手上。
50.如权利要求46-47中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述矫形设备被配置成使得当佩戴时，所述柔性中间构件跨越所述主体的指关节。
51.如权利要求50所述的康复系统，其特征在于，所述矫形设备被进一步配置成使得当佩戴时，所述柔性中间构件在所述柔性中间构件的弯曲和伸展期间在所述主体的指关节上方保持间隔关系。
52.如权利要求46-51中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述柔性中间构件包括多个挡板构件，当所述矫形设备被所述主体佩戴时，所述挡板构件中的每一个大体垂直于沿着所述主体的前臂的长度的轴线定向。
53.如权利要求52所述的康复系统，进一步包括推拉线，所述推拉线纵向伸展穿过所述挡板构件中的每一个并且连接在所述主壳体组件的所述电机机构与所述身体部位接口组件之间。
54.如权利要求53所述的康复系统，其特征在于，所述挡板构件中的每一个具有所述推拉线伸展穿过的开口，每个开口与其他挡板构件的开口对齐。
55.如权利要求53-54中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述电机机构被配置成用于推动或拉动所述推拉线以使得所述挡板构件相对于彼此伸展或压缩，以使得所述身体部位接口组件向下或向上旋转。
56.如权利要求46-55中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述电机机构包括线性致动器。
57.如权利要求53-55中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述矫形设备被配置成使得所述电机机构推动所述推拉线导致所述柔性中间构件的所述挡板构件的上部彼此远离地伸展并且所述身体部位接口组件向下旋转。
58.如权利要求53-55和57中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述矫形设备被配置成使得所述电机机构拉动所述推拉线导致所述柔性中间构件的所述挡板构件的上部朝向彼此压缩并且所述身体部位接口组件向上旋转。
59.如权利要求53-55和57-58中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述柔性中间构件包括附接到所述挡板构件中的每一个的底表面的平坦底部结构，使得所述挡板构件中的每一个的相对顶表面相对于彼此自由地压缩或膨胀。
60.如权利要求59所述的康复系统，其特征在于，即使所述挡板构件的上部因所述推拉线的操作而被伸展和压缩，平坦底表面结构在所述挡板构件的底部处保持多个挡板构件中的每一个之间的间距。
61.一种用于主体的矫形设备，包括：
主壳体组件，所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢上并且包括电机机构，所述电机机构被配置成致动所述主体的至少一个手指的移动；以及
手指接口组件，所述手指接口组件连接到所述主壳体组件，并且被配置成固定到所述主体的至少一个手指上并被配置成在由所述电机机构致动时引起至少一个固定手指的弯曲和伸展运动；
其中所述矫形设备被配置成使至少一个手指不固定到矫形设备，所述至少一个手指不是固定到手指撑杆组件的至少一个手指。
62.如权利要求61所述的矫形设备，进一步包括被配置成将所述主体的拇指保持在伸展位置的拇指接口组件。
63.如权利要求61-62中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件被配置成固定到所述主体的两个手指。
64.如权利要求63所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件被配置成固定到所述主体的食指和中指。
65.如权利要求61-64中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件被配置成在固定所述主体的两个手指的同时允许所述主体的两个未固定的手指自由运动。
66.如权利要求61-65中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件被配置成响应于至少一个固定手指的弯曲和伸展运动，相对于所述矫形设备的其余部分沿着沿至少一个固定手指的长度的轴线纵向地滑动。
67.如权利要求66所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件包括在所述手指接口组件的上表面处的套筒轴承，所述套筒轴承被配置成与所述矫形设备的单独部分的相对应套筒托架配合，使得所述套筒轴承沿着所述套筒托架滑动。
68.如权利要求67所述的矫形设备，其特征在于，所述套筒轴承包括大致平坦的矩形底板和从所述底板向上伸展的多个导轨，所述多个导轨被配置成与所述套筒托架配合。
69.如权利要求61-68中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件包括被配置成接触所述主体的至少一个固定手指的手指撑杆泡沫垫。
70.如权利要求61-69中任一项所述的矫形设备，其特征在于，所述手指接口组件具有至少一个开口，所述至少一个开口被配置成接收用于将所述手指接口组件固定到至少一个固定手指的至少一个束带。
71.一种用于主体的康复系统，包括：
被配置成从所述主体收集脑信号的脑信号采集设备；以及
矫形设备，包括：
主壳体组件，所述主壳体组件被配置成佩戴在所述主体的上肢上并且包括电机机构，所述电机机构被配置成响应于所述脑信号而致动所述主体的手的移动；以及
手指接口组件，所述手指接口组件连接到所述主壳体组件，并且被配置成固定到所述主体的至少一个手指上并被配置成在由所述电机机构致动时引起至少一个固定手指的弯曲和伸展运动；
其中所述矫形设备被配置成使至少一个手指不固定到矫形设备，所述至少一个手指不是固定到手指撑杆组件的至少一个手指。
72.如权利要求71所述的康复系统，进一步包括被配置成将所述主体的拇指保持在伸展位置的拇指接口组件。
73.如权利要求71-72中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件被配置成固定到所述主体的两个手指。
74.如权利要求73所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件被配置成固定到所述主体的食指和中指。
75.如权利要求71-74中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件被配置成在固定所述主体的两个手指的同时允许所述主体的两个未固定的手指自由运动。
76.如权利要求71-75中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件被配置成响应于至少一个固定手指的弯曲和伸展运动，相对于所述矫形设备的其余部分沿着沿至少一个固定手指的长度的轴线纵向地滑动。
77.如权利要求76所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件包括在所述手指接口组件的上表面处的套筒轴承，所述套筒轴承被配置成与所述矫形设备的单独部分的相对应套筒托架配合，使得所述套筒轴承沿着所述套筒托架滑动。
78.如权利要求77所述的康复系统，其特征在于，所述套筒轴承包括大致平坦的矩形底板和从所述底板向上伸展的多个导轨，所述导轨被配置成与所述套筒托架配合。
79.如权利要求71-78中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件包括被配置成接触所述主体的至少一个固定手指的手指撑杆泡沫垫。
80.如权利要求71-79中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述手指接口组件具有至少一个开口，所述至少一个开口被配置成接收用于将所述手指接口组件固定到至少一个固定手指的至少一个束带。
81.一种用于移动或协助主体的身体部位的移动的系统，包括：
身体部位接口，所述身体部位接口被配置成固定到所述身体部位；
电机致动组件，所述电机致动组件被连接到所述身体部位接口以移动所述身体部位接口来引起所述身体部位的弯曲或伸展移动；以及
力感测模块，所述力感测模块被配置成测量施加在所述身体部位接口与所述电机致动组件之间的力，以确定所述主体对所述身体部位的有意识弯曲和有意识伸展移动中的至少一个。
82.如权利要求81所述的系统，其特征在于，所述力感测模块包括多个力传感器。
83.如权利要求81-82中任一项所述的系统，其特征在于，所述力感测模块包括至少一个力感测电阻器。
84.如权利要求81-83中任一项所述的系统，其特征在于，所述力感测模块包括至少一个负载单元。
85.如权利要求81-84中任一项所述的系统，其特征在于，所述电机致动组件和所述身体部位接口枢转地连接，使得所述电机致动组件和所述身体部位接口被配置成相对于彼此枢转，以使得所述身体部位接口被配置成在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上旋转。
86.如权利要求82所述的系统，其特征在于：
多个力传感器包括第一力传感器和第二力传感器；以及
所述电机致动组件被配置成当所述电机致动组件在所述第一方向上旋转所述身体部位接口时使力施加到所述第一力传感器，并且当所述电机致动组件在所述第二方向上旋转所述身体部位接口时使力施加到所述第二力传感器。
87.如权利要求86所述的系统，其特征在于，所述电机致动组件或所述身体部位接口组件中的一个包括具有上表面和与所述上表面相对的下表面的伸展构件，所述第一力传感器位于所述上表面上，而所述第二力传感器位于所述伸展构件的所述下表面上。
88.如权利要求87所述的系统，其特征在于，所述上表面上的所述第一力传感器与设置在所述电机致动组件或所述身体部位接口组件中不具有伸展构件的一个上的面向下的结构对齐，其中当所述电机致动组件和所述身体部位接口在所述第一方向上相对于彼此枢转时，所述第一力传感器被施加抵靠在所述面向下的结构。
89.如权利要求88所述的系统，其特征在于，所述下表面上的所述第二力传感器与设置在所述电机致动组件或所述身体部位接口组件中不具有伸展构件的一个上的面向上的结构对齐，其中当所述电机致动组件和所述身体部位接口在所述第二方向上相对于彼此摆动时，所述第二力传感器被施加抵靠在所述面向上的结构。
90.如权利要求86-89中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成使得所述第一力传感器被用于检测所述电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时所述主体对伸展运动提供很少贡献或没有贡献。
91.如权利要求86-90中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成使得所述第一力传感器被用于检测所述主体何时有意识地引起固定身体部位的弯曲运动，以及何时所述电机致动组件不操作以移动或协助弯曲运动。
92.如权利要求86-91中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成使得所述第一力传感器被用于检测所述电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时所述主体对伸展运动提供很少贡献或没有贡献。
93.如权利要求86-92中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成使得所述第二力传感器被用于检测所述主体何时有意识地引起固定身体部位的伸展运动，以及何时所述电机致动组件不操作以移动或协助伸展运动。
94.如权利要求81-93中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统是配置成佩戴在所述主体的上肢上的矫形设备，并且身体部位与所述主体的手相关联。
95.如权利要求94所述的系统，其特征在于，所述身体部位是所述主体的手指。
96.一种用于主体的康复系统，包括：
被配置成从所述主体收集脑信号的脑信号采集设备；以及
矫形系统，用于响应于所述脑信号而移动或协助所述主体的身体部位的移动，所述矫形系统包括：
身体部位接口，所述身体部位接口被配置成固定到所述身体部位；
电机致动组件，所述电机致动组件被连接到所述身体部位接口以移动所述身体部位接口来引起所述身体部位的弯曲或伸展移动；以及
力感测模块，所述力感测模块被配置成测量施加在所述身体部位接口与所述电机致动组件之间的力，以确定所述主体的所述身体部位的有意识弯曲和有意识伸展移动。
97.如权利要求96所述的康复系统，其中权利要求81所述的系统，其特征在于，所述力感测模块包括多个力传感器。
98.如权利要求96-97中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述力感测模块包括至少一个力感测电阻器。
99.如权利要求96-98中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述力感测模块包括至少一个负载单元。
100.如权利要求96-99中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述电机致动组件和所述身体部位接口枢转地连接，使得所述电机致动组件和所述身体部位接口被配置成相对于彼此枢转，以使得所述身体部位接口被配置成在第一方向和与所述第一方向相反的第二方向上旋转。
101.如权利要求97所述的康复系统，其特征在于：
多个力传感器包括第一力传感器和第二力传感器；以及
所述电机致动组件被配置成当所述电机致动组件在所述第一方向上旋转所述身体部位接口时使力施加到所述第一力传感器，并且当所述电机致动组件在所述第二方向上旋转所述身体部位接口时使力施加到所述第二力传感器。
102.如权利要求101所述的康复系统，其特征在于，所述电机致动组件或所述身体部位接口组件中的一个包括具有上表面和与所述上表面相对的下表面的伸展构件，所述第一力传感器位于所述上表面上，而所述第二力传感器位于所述伸展构件的所述下表面上。
103.如权利要求102所述的康复系统，其特征在于，所述上表面上的所述第一力传感器与设置在所述电机致动组件或所述身体部位接口组件中不具有伸展构件的一个上的面向下的结构对齐，其中当所述电机致动组件和所述身体部位接口在所述第一方向上相对于彼此枢转时，所述第一力传感器被施加抵靠在所述面向下的结构。
104.如权利要求103所述的康复系统，其特征在于，所述下表面上的所述第二力传感器与设置在所述电机致动组件或所述身体部位接口组件中不具有伸展构件的一个上的面向上的结构对齐，其中当所述电机致动组件和所述身体部位接口在所述第二方向上相对于彼此摆动时，所述第二力传感器被施加抵靠在所述面向上的结构。
105.如权利要求101-104中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述康复系统被配置成使得所述第一力传感器被用于检测所述电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时所述主体对伸展运动提供很少贡献或没有贡献。
106.如权利要求101-105中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述康复系统被配置成使得所述第一力传感器被用于检测所述主体何时有意识地引起固定身体部位的弯曲运动，以及何时所述电机致动组件不操作以移动或协助弯曲运动。
107.如权利要求101-106中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述康复系统被配置成使得所述第一力传感器被用于检测所述电机致动组件何时操作以引起固定身体部位的伸展运动，以及何时所述主体对伸展运动提供很少贡献或没有贡献。
108.如权利要求101-107中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述康复系统被配置成使得所述第二力传感器被用于检测所述主体何时有意识地引起固定身体部位的伸展运动，以及何时所述电机致动组件不操作以移动或协助伸展运动。
109.如权利要求96-108中任一项所述的康复系统，其特征在于，所述康复系统是配置成佩戴在所述主体的上肢上的矫形设备，并且身体部位与所述主体的手相关联。
110.如权利要求109所述的康复系统，其特征在于，所述身体部位是所述主体的手指。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113440384A (zh) * 2021-08-18 2021-09-28 重庆理工大学 手指曲伸康复训练装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4041138A1 (en) 2019-10-11 2022-08-17 Neurolutions, Inc. Orthosis systems and rehabilitation of impaired body parts
US20220117823A1 (en) * 2020-10-19 2022-04-21 MAR Orthotics, Inc. Patient-Responsive Orthosis
US11660222B2 (en) * 2020-12-07 2023-05-30 Robert Lee Bullock Methods and systems for treating hand tremors
WO2022249111A1 (en) * 2021-05-27 2022-12-01 Neurolutions, Inc. Stroke rehabilitation therapy predictive analysis
WO2022271811A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 President And Fellows Of Harvard College Rehabilitation systems and methods
US20230068682A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Battelle Memorial Institute Neuromuscular electrical stimulation controlled by computer vision
CN115957062A (zh) * 2021-10-13 2023-04-14 神经解决方案股份有限公司 具有可交换的执行器组件的矫形器系统
WO2024025866A1 (en) * 2022-07-25 2024-02-01 Thomas Jefferson University Articles and methods for assisting movement of extremities

Family Cites Families (130)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3631542A (en) 1969-08-11 1972-01-04 Univ Iowa State Res Found Myoelectric brace
US3967321A (en) 1975-02-05 1976-07-06 Indiana University Foundation Electrically driven hand orthosis device for providing finger prehension
US4144881A (en) * 1977-06-06 1979-03-20 Chappell Cluff E Apparel worn for the aid and protection of the body and for the support and assistance of impaired joint function
US4573455A (en) * 1983-12-22 1986-03-04 Hoy David J Knee orthotic hinge joint
US4576148A (en) 1984-02-03 1986-03-18 Sutter Biomedical, Inc. Continuous passive motion hand device
US4875469A (en) 1988-06-13 1989-10-24 Innovative Medical Engineering, Inc. Continuous passive motion devices and methods
US4962756A (en) 1989-02-09 1990-10-16 Danninger Medical Technology, Inc. Continuous passive motion device for imparting a spiral motion to the digits of the hand
US5020524A (en) * 1989-08-03 1991-06-04 Donohue Patrick T Modular digital traction system
US5178137A (en) 1990-03-16 1993-01-12 Motus, Inc. Segmented dynamic splint
CA2023505A1 (en) 1990-08-17 1992-02-18 John Saringer Continuous passive motion device
US5297443A (en) * 1992-07-07 1994-03-29 Wentz John D Flexible positioning appendage
CA2091092A1 (en) 1992-09-03 1994-03-04 Orthologic Corp. Continuous passive motion device
US5466213A (en) * 1993-07-06 1995-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Interactive robotic therapist
US5458560A (en) 1993-09-03 1995-10-17 Jace Systems, Inc. Continuous passive motion device for a wrist
US5765228A (en) 1994-01-04 1998-06-16 Select Medical Products, Inc. Continuous passive motion therapy mitt
US5516249A (en) 1994-05-10 1996-05-14 Technical Research Associates, Inc. Exoskeleton with kinesthetic feedback and robotic control
US5683351A (en) 1994-09-27 1997-11-04 Jace Systems, Inc. Continuous passive motion device for a hand
US5638826A (en) 1995-06-01 1997-06-17 Health Research, Inc. Communication method and system using brain waves for multidimensional control
US5697892A (en) 1995-09-13 1997-12-16 Sutter Corporation Continuous passive motion device for the hand and a method of using the same
US5738636A (en) 1995-11-20 1998-04-14 Orthologic Corporation Continuous passive motion devices for joints
US6042555A (en) * 1997-05-12 2000-03-28 Virtual Technologies, Inc. Force-feedback interface device for the hand
US6516246B2 (en) 2000-09-11 2003-02-04 Mimicking Man Manually, Inc. Method and system for determining native neurological dominant hemisphere
US6502577B1 (en) 2000-09-18 2003-01-07 Peter M. Bonutti Method for moving finger joints
US6613000B1 (en) * 2000-09-30 2003-09-02 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for mass-delivered movement rehabilitation
US20030073939A1 (en) * 2001-02-23 2003-04-17 Taylor Robin L. Continuous passive motion apparatus
US6629598B2 (en) * 2001-08-10 2003-10-07 Vinod K. Narula Flexible ribbed splint system
US7725175B2 (en) 2002-12-04 2010-05-25 Kinetic Muscles, Inc. System and method for neuromuscular reeducation
US7090650B2 (en) 2002-12-30 2006-08-15 Industrial Technology Research Institute Continuous passive motion exercise system with driven monitoring
US7058445B2 (en) 2003-10-16 2006-06-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Decoding of neural signals for movement control
US20090312817A1 (en) 2003-11-26 2009-12-17 Wicab, Inc. Systems and methods for altering brain and body functions and for treating conditions and diseases of the same
US7120486B2 (en) 2003-12-12 2006-10-10 Washington University Brain computer interface
US8112155B2 (en) * 2004-02-05 2012-02-07 Motorika Limited Neuromuscular stimulation
JP2007522838A (ja) * 2004-02-05 2007-08-16 モトリカ インク 微細運動制御のリハビリテーション
US20060293617A1 (en) 2004-02-05 2006-12-28 Reability Inc. Methods and apparatuses for rehabilitation and training
EP1729710A4 (en) 2004-02-05 2012-03-07 Motorika Ltd METHODS AND APPARATUSES FOR REHABILITATION OF THE MARKET
CA2555239A1 (en) 2004-02-05 2005-08-18 Motorika Inc. Methods and apparatus for rehabilitation and training
CA2555358A1 (en) 2004-02-05 2005-09-22 Motorika Inc. Neuromuscular stimulation
EP1729858B1 (en) 2004-02-05 2013-04-10 Motorika Ltd. Methods and apparatuses for rehabilitation exercise and training
US20080139975A1 (en) 2004-02-05 2008-06-12 Motorika, Inc. Rehabilitation With Music
WO2005092185A2 (en) 2004-03-22 2005-10-06 California Institute Of Technology Cognitive control signals for neural prosthetics
DE602005015621D1 (de) 2004-08-25 2009-09-03 Motorika Ltd Motortraining mit gehirnplastizität
WO2006041738A2 (en) 2004-10-04 2006-04-20 Cyberkinetics Neurotechnology Systems, Inc. Biological interface system
US20060189901A1 (en) 2005-01-10 2006-08-24 Flaherty J C Biological interface system with surrogate controlled device
DE102005004838A1 (de) * 2005-02-03 2006-08-10 Beiersdorf Ag Justierbare Schiene
US8165685B1 (en) 2005-09-29 2012-04-24 Case Western Reserve University System and method for therapeutic neuromuscular electrical stimulation
DE102006008495B4 (de) 2006-02-23 2018-01-25 Cortec Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Echtzeit-Ansteuerung eines Effektors
US8532756B2 (en) 2006-06-13 2013-09-10 Washington University Method for analyzing function of the brain and other complex systems
US20110021959A1 (en) * 2006-12-15 2011-01-27 Luke Brown Wall mountable back massager
US8353854B2 (en) 2007-02-14 2013-01-15 Tibion Corporation Method and devices for moving a body joint
US20090306531A1 (en) 2008-06-05 2009-12-10 Eric Claude Leuthardt Methods and systems for controlling body parts and devices using ipsilateral motor cortex and motor related cortex
JP5229621B2 (ja) * 2007-08-20 2013-07-03 国立大学法人 筑波大学 装着式動作補助装置の動作補助システム及び装着式動作補助装置及び装着式動作補助装置の動作補助方法
EP2211986B1 (en) 2007-10-16 2013-11-20 Medtronic, Inc. Therapy control based on a patient movement state
US20090306548A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Bhugra Kern S Therapeutic method and device for rehabilitation
US8058823B2 (en) 2008-08-14 2011-11-15 Tibion Corporation Actuator system with a multi-motor assembly for extending and flexing a joint
US8274244B2 (en) 2008-08-14 2012-09-25 Tibion Corporation Actuator system and method for extending a joint
US8257283B2 (en) * 2008-12-17 2012-09-04 Lantz Medical Inc. Method and apparatus for providing a dynamically loaded force and/or a static progressive force to a joint of a patient
US20120157263A1 (en) * 2009-01-20 2012-06-21 Mark Sivak Multi-user smartglove for virtual environment-based rehabilitation
US20100204620A1 (en) * 2009-02-09 2010-08-12 Smith Jonathan A Therapy and mobility assistance system
JP5472680B2 (ja) * 2009-04-09 2014-04-16 国立大学法人 筑波大学 装着式動作補助装置
US8574178B2 (en) 2009-05-26 2013-11-05 The Hong Kong Polytechnic University Wearable power assistive device for helping a user to move their hand
GB0910920D0 (en) 2009-06-24 2009-08-05 Touch Emas Ltd Method of controlling a prosthesis
US20110009788A1 (en) 2009-07-13 2011-01-13 Myomo, Inc. Orthotic Device with Removably Attachable Actuator
CA2679505A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-21 Carlo Menon Exoskeleton robot
JP5871898B2 (ja) * 2010-03-23 2016-03-01 イドロジェネット エスアールエルＩＤＲＯＧＥＮＥＴ Ｓ．ｒ．ｌ． 手リハビリ装置
WO2011123072A1 (en) 2010-03-31 2011-10-06 Agency For Science, Technology And Research A method and system for motor rehabilitation
US20110307079A1 (en) 2010-04-29 2011-12-15 Board Of Trustees Of Michigan State University, The Multiscale intra-cortical neural interface system
EP2389859B1 (de) 2010-05-27 2015-08-12 CorTec GmbH BCI-Vorrichtung zur Rehabilitation von Schlaganfallpatienten
US20120025945A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Cyberglove Systems, Llc Motion capture data glove
KR101668249B1 (ko) 2010-08-24 2016-10-21 엘지전자 주식회사 휴대 단말기 및 그 동작 제어방법
US20120059290A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Yip Joanne Yiu Wan Wearable device for finger rehabilitation
US8622939B2 (en) * 2010-09-03 2014-01-07 Bes Rehab Ltd. Apparatus for manipulating joints of a limb
US20120165158A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-28 Rehabtek Llc. Wearable and convertible passive and active movement training robot: apparatus and method
JP5725603B2 (ja) * 2010-12-17 2015-05-27 国立大学法人岐阜大学 側面設置型力覚提示インターフェイス
TW201238562A (en) 2011-03-25 2012-10-01 Univ Southern Taiwan Brain wave control system and method
WO2012161657A1 (en) 2011-05-20 2012-11-29 Nanyang Technological University Systems, apparatuses, devices, and processes for synergistic neuro-physiological rehabilitation and/or functional development
US20150148728A1 (en) * 2011-09-08 2015-05-28 Children's Medical Center Corporation Isolated orthosis for thumb actuation
GB201116060D0 (en) 2011-09-16 2011-11-02 Touch Emas Ltd Method of controlling a prosthesis
KR101314570B1 (ko) 2011-10-12 2013-10-07 서울대학교산학협력단 정밀한 제어를 위한 뇌-기계 인터페이스 장치 및 방법
US9120220B2 (en) * 2012-02-29 2015-09-01 GM Global Technology Operations LLC Control of a glove-based grasp assist device
US8849453B2 (en) * 2012-02-29 2014-09-30 GM Global Technology Operations LLC Human grasp assist device with exoskeleton
US9532916B2 (en) 2012-03-30 2017-01-03 Rehab-Robotics Company Limited Wearable power assistive device for hand rehabilitation
US9764190B2 (en) * 2012-06-13 2017-09-19 Saebo, Inc. Dynamic hand splints
GB2508150A (en) * 2012-11-21 2014-05-28 Dynamic Applied Technology Ltd An outrigger for use with a dynamic splint
US9387112B2 (en) 2013-02-28 2016-07-12 Marvin Frank Bryant Myoelectric hand orthosis
US10028880B2 (en) 2013-03-08 2018-07-24 Kyushu University, National University Corporation Hand exoskeleton device
US9539118B2 (en) 2013-03-15 2017-01-10 Neurolutions, Inc. Brain-controlled body movement assistance devices and methods
JP2014184027A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Seiko Epson Corp 指アシスト装置
US9333107B2 (en) 2013-08-15 2016-05-10 Google Inc. Brace system
KR102193771B1 (ko) * 2013-12-16 2020-12-22 삼성전자주식회사 착용형 로봇 및 그 제어 방법
WO2015134336A2 (en) * 2014-03-02 2015-09-11 Drexel University Wearable devices, wearable robotic devices, gloves, and systems, methods, and computer program products interacting with the same
CN104887364B (zh) * 2014-03-03 2018-11-02 精工爱普生株式会社 指关节驱动装置
EP2923683A1 (en) * 2014-03-27 2015-09-30 Université Catholique De Louvain Upper limbs rehabilitating, monitoring and/or evaluating interactive device
US10864100B2 (en) * 2014-04-10 2020-12-15 President And Fellows Of Harvard College Orthopedic device including protruding members
CN105267007B (zh) * 2014-05-29 2019-03-08 精工爱普生株式会社 驱动装置以及其驱动方法
US10478370B2 (en) * 2014-06-30 2019-11-19 Rehabilitation Institute Of Chicago Actuated glove orthosis and related methods
US10417931B2 (en) * 2014-07-03 2019-09-17 Teijin Pharma Limited Rehabilitation assistance device and program for controlling rehabilitation assistance device
US10817056B2 (en) * 2014-07-21 2020-10-27 Shenzhen Dexta Robotics Co. Ltd. Hand exoskeleton force feedback system
CN104076929B (zh) * 2014-07-21 2017-04-12 谷逍驰 带有力反馈的利用机械结构实现的手部动作捕获装置
EP3171777B1 (en) * 2014-07-23 2019-12-18 Agency For Science, Technology And Research A method and system for using haptic device and brain-computer interface for rehabilitation
CN105411810A (zh) * 2014-09-12 2016-03-23 精工爱普生株式会社 驱动装置及其驱动方法
SE539290C2 (en) 2014-09-22 2017-06-20 MediRoyal Nordic AB Wrist-hand-finger orthosis
WO2016076886A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Fundacion Tecnalia Research & Innovation System for motor rehabilitation of a paretic limb in stroke patients
WO2016088071A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Telerobot Labs S.R.L. Aid device for the movement and/or rehabilitation of one or more fingers of a hand
US10912701B2 (en) * 2015-01-07 2021-02-09 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Fluid-driven actuators and related methods
JP2016129660A (ja) * 2015-01-09 2016-07-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 判定システム、制御信号出力システム、リハビリシステム、判定方法、制御信号出力方法、コンピュータプログラム
US10307319B2 (en) 2015-03-04 2019-06-04 Bonutti Research, Inc. Orthosis for range of motion
US10786415B2 (en) * 2015-03-20 2020-09-29 Regents Of The University Of Minnesota Systems and methods for assessing and training wrist joint proprioceptive function
KR101662550B1 (ko) * 2015-06-15 2016-10-10 주식회사 네오펙트 마우스형 재활 훈련 장치
AU2017207542B2 (en) * 2016-01-17 2019-04-04 Human In Motion Robotics Inc. System and device for guiding and detecting motions of 3-DOF rotational target joint
AU2017220463B2 (en) * 2016-02-15 2021-04-15 Lime Medical Gmbh Finger motion rail, support therefor and therapy device comprising same
WO2017195903A1 (ja) * 2016-05-13 2017-11-16 学校法人慶應義塾 生体情報処理装置、生体情報処理方法及びプログラム
US11890246B2 (en) * 2016-06-08 2024-02-06 Advanced Telecommunications Research Institute International Motion teaching system and motion teaching method
NL2017228B1 (en) 2016-07-25 2018-01-31 Univ Delft Tech Exoskeleton glove
BR102016022139B1 (pt) * 2016-09-26 2020-12-08 Antonio Massato Makiyama equipamento para reabilitação motora de membros superiores e inferiores
US11672721B2 (en) * 2016-09-26 2023-06-13 Cyberdyne, Inc. Motion assisting apparatus
US11246786B2 (en) 2016-12-22 2022-02-15 Rehab-Robotcs Company Ltd. Power assistive device for hand rehabilitation and a method of using the same
US11129766B2 (en) * 2017-04-14 2021-09-28 The Chinese University Of Hong Kong Flexibly driven robotic hands
CN107157705A (zh) * 2017-05-09 2017-09-15 京东方科技集团股份有限公司 康复系统和方法
US11534321B2 (en) * 2017-05-25 2022-12-27 Vanderbilt University Upper extremity assistance device
CN107184366B (zh) * 2017-07-07 2018-04-17 北京恒通信佳科技发展有限公司 一种手指关节康复器
EP3459505B1 (de) * 2017-09-20 2020-10-28 HKK Bionics GmbH Handorthese, modulglied zur verwendung in einer handorthese und herstellungsverfahren einer handorthese
JP7024151B2 (ja) * 2017-10-20 2022-02-24 Ｃｏｎｎｅｃｔ株式会社 脳波測定システム、脳波測定方法、プログラム、及び非一時的記録媒体
EP3698711A1 (en) * 2017-10-20 2020-08-26 Panasonic Corporation Brain wave measurement system, rehabilitation support system, method for controlling brain wave measurement system, program, and non-transitory recording medium
US11712360B2 (en) * 2017-12-13 2023-08-01 Myomo, Inc. Self-donning powered orthotic device
US11141341B2 (en) * 2018-05-05 2021-10-12 Eleni KOLTZI System and method for stroke rehabilitation using position feedback based exoskeleton control introduction
US20190038222A1 (en) * 2018-05-23 2019-02-07 Yuri Krimon Mitigating effects of neuro-muscular ailments
CN109009883A (zh) * 2018-09-20 2018-12-18 麦志邦 一种多功能手部康复训练装置
CN112912040A (zh) * 2018-10-22 2021-06-04 艾比力泰克医疗公司 手部辅助矫正器
US10449677B1 (en) 2019-03-12 2019-10-22 United Arab Emirates University Robotic gripping assist
EP4041138A1 (en) 2019-10-11 2022-08-17 Neurolutions, Inc. Orthosis systems and rehabilitation of impaired body parts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113440384A (zh) * 2021-08-18 2021-09-28 重庆理工大学 手指曲伸康复训练装置
CN113440384B (zh) * 2021-08-18 2022-08-05 重庆理工大学 手指曲伸康复训练装置

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