用于夏科-马里-图思病患者的抓握辅助手套

# 用于夏科 - 马里 - 图思病患者的握力辅助手套 ## 1. 引言 夏科 - 马里 - 图思病（Charcot - Marie - Tooth，CMT）是一种神经退行性疾病，会导致神经元的髓鞘退化，使患者的手指和脚趾感觉变差。由于这是一种罕见疾病，针对患者手部功能康复的方法较少，对疾病进展过程中手部功能下降情况的研究也很匮乏。CMT 大约每 3000 人中就有 1 人患病，是最常见的遗传性神经肌肉疾病，症状严重程度因人而异，由影响四肢神经的基因突变遗传导致。 受该病影响的患者，手部力量变弱，手脚对触摸、冷热的敏感度降低，日常活动变得困难。他们在手持物品时，由于皮肤没有感觉，不清楚自己抓握得如何，随着时间推移，握力可能下降，物品会从手中滑落。 本项目旨在设计一个系统，当受 CMT 影响的用户握力下降时能检测到并告知他们。该设备是一款手套，能持续测量用户手持物品时施加的力。当检测到用户握力逐渐下降时，前臂的振动马达会触发，提醒用户加强握力。系统使用一组力传感器，信号通过模拟信号调理电路传输到微控制器，微控制器根据调理后的信号判断是否达到触发振动马达的阈值。 ## 2. 文献综述 ### 2.1 用于康复目的的智能肌肉力量评估手套 设计了一种低成本的肌肉力量评估设备，使用五个力传感器和一个称重传感器来测量手指肌肉的力量施加能力。该设备通过神经网络对用户的肌肉功能进行分类，并使用真实数据训练算法。根据结果，为物理治疗师提供治疗方案建议。 ### 2.2 用于手动轮椅使用者现场监测的力测量手套的校准与评估 设计了一款手套，用于检测轮椅使用者的负载事件和力施加的相对变化。手套手掌处有四个力传感器，每个力敏电阻（FSR）通过缝制的隔层安装在手套中，通过布套连接到印刷电路板（PCB）。弹性带将 PCB 固定在前臂，PCB 对传感器进行采样，数据存储在 32GB 的 microSD 卡中以便进一步处理。该手套能检测到 72.7%的峰值，某一校准条件（五个条件的平均值）测试时，各项指标误差最小，线性相关性 r 为 0.80。 ### 2.3 用于日常生活活动中手部力量测量的自制力手套 使用 14 个柔性力传感器测量手指不同部位施加的力，研究结果用于确定日常生活中手部的最小力量，以合理设计外骨骼和假肢。柔性力传感器 A201 连接到手掌一侧，通过电阻分压器电路直接连接到 Arduino 微控制器，利用一个电阻两端的电压差映射电压 - 力范围，使用 10Hz 的低通滤波器去除噪声。研究得出日常生活中施加的力在 9 到 24N 之间。 ### 2.4 用于神经康复训练的嵌入式力传感器可穿戴系统 设计了一款紧凑且节能的手套，适合患者日常佩戴。手套在四个手指上集成了四个 A301 传感器，使用 Bluno Beetle 板上的 ATmega 328 进行信号无线传输。由于传感器本身具有柔性，安装在软表面会导致结果不准确，因此在传感器头部两侧粘贴了两个 3D 打印的小圆盘。设计了模拟信号调理电路，在力传感分辨率和转换线性度之间进行权衡，该手套用于神经康复训练。 ### 2.5 用于力和运动传感的触觉传感手套 旨在评估手部相关损伤，如拇指肌腱炎和腕管综合征，关注因持续使用智能手机导致的拇指和手腕损伤，若不治疗可能造成永久性伤害。现有的手指功能测试方法通常体积大且缺乏动态性，限制了手部运动。为改进现有设备，开发了一种触觉传感手套系统，有多个薄膜柔性和可拉伸应变计及力传感器，可独立测量手指运动和压力，能在几分钟内提供实时准确结果，且佩戴者不适感最小。 ### 2.6 用于测量工人握力的智能手套 该项目旨在分析因日常活动或恶劣条件下反复负载导致的手部肌肉骨骼损伤。设备原型包含 14 个连接的传感器，手腕处的电子控制单元进行模拟信号处理，放大传感器电流，可通过调整反馈电阻值微调传感器灵敏度，使用 12 位逐次逼近 ADC 进行数字化，通过蓝牙模块与 PC 通信。 ### 2.7 用于摩托车骑行时手部力量测量的力传感手套系统 设计包括手套上的柔性传感器、芯片板、蓝牙收发器和智能手机。在食指和中指上放置两个 Flexi - Force A401 传感器监测两指刹车，在拇指和手掌上放置另外两个传感器观察油门旋转。微控制器是 32 位 RISC 设备 MCF51JM128VLH，是超低功耗微控制器，使用蓝牙技术进行实时数据通信。设计了算法来识别骑行时的特定手部动作，结合力传感元件，能够区分离合器、车轮、刹车和油门的操作。 ### 2.8 用于触觉交互、通信和康复的智能触觉手套 这类手套利用不同类型的传感器测量手部和/或手指在交互