計(jì)算機(jī)康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)進(jìn)展

付騰飛，白躍宏上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海市，200233

計(jì)算機(jī)康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)進(jìn)展

【作 者】付騰飛，白躍宏上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海市，200233

綜述了計(jì)算機(jī)康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)，并對計(jì)算機(jī)康復(fù)評定系統(tǒng)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

康復(fù)；計(jì)算機(jī)；評定系統(tǒng)

0 引言

隨著信息化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲入到康復(fù)醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域?？祻?fù)評定作為康復(fù)醫(yī)學(xué)的重要組成部分，計(jì)算機(jī)技術(shù)在其中的應(yīng)用大大提高了評定的效率和準(zhǔn)確性。近年來，相關(guān)學(xué)者設(shè)計(jì)與開發(fā)了大量有關(guān)康復(fù)評定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)將這方面的情況綜述如下。

1 基于編程技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

編程技術(shù)是借助計(jì)算機(jī)來達(dá)到某一目的或解決某個問題。在康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)中，編程技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了康復(fù)評定過程中手工記錄的繁瑣，而且大大提高了康復(fù)評定的效率。神經(jīng)康復(fù)評定的傳統(tǒng)方式效率不高，與患者交流醫(yī)師的言談舉止、測量量表的樣式以及提問方式方法都可能影響評定的結(jié)果，紙質(zhì)問卷還會造成很多打印耗材方面的開銷。鄧強(qiáng)庭[1]使用.NET開發(fā)平臺和C#語言開發(fā)的基于神經(jīng)康復(fù)評定量表的計(jì)算機(jī)輔助康復(fù)評定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了康復(fù)評定的無紙化和評分計(jì)算的自動化。腦損傷后神經(jīng)學(xué)功能的量化評估在西方國家已普遍應(yīng)用[2-4]，它對各種腦損傷的臨床治療、療效評估、功能康復(fù)、生活指導(dǎo)以及社會家庭康復(fù)方面具有明顯的促進(jìn)作用，為了對腦損傷急性期的嚴(yán)重程度、腦損傷后殘疾程度、腦損傷后運(yùn)動功能和腦損傷后心理狀況進(jìn)行評估，曹瑯琳等[5]采用Foxpro8.0(VFP8.0)編程語言，編制了“腦損傷后功能狀況評分工具集”軟件，使腦損傷的嚴(yán)重程度和預(yù)后評估更加數(shù)字化和智能化。神經(jīng)康復(fù)功能評定包括意識障礙評定、認(rèn)知功能評定、言語功能評定、運(yùn)動功能評定、平衡和協(xié)調(diào)功能評定、關(guān)節(jié)活動度評定、感覺功能評定、日常生活能力評定、社會功能評定以及殘疾評定十個評定部分，每個部分均包含數(shù)量不等的評定量表，不僅種類繁多數(shù)量大，而且大多散見于康復(fù)醫(yī)學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、神經(jīng)外科學(xué)及骨科學(xué)的各種期刊書籍之中，造成應(yīng)用上的困難。沈敏海等[6]以Visual Foxpro 6.0為編程語言所開發(fā)的神經(jīng)康復(fù)功能評定系統(tǒng)3.0版軟件，將目前國內(nèi)外51種神經(jīng)康復(fù)評定量表進(jìn)行分類和匯總，投入臨床及科研應(yīng)用取得了良好效果?？祻?fù)治療記錄是以書面的形式記錄患者所接受的康復(fù)評定與治療服務(wù)及提供這些服務(wù)的原因[7]，其中SOAP(subjective，objective，assessment，plan)是公認(rèn)的常用模式[8-9]，李奎等[10]以word形式將主觀、客觀、評估、計(jì)劃等內(nèi)容輸入計(jì)算機(jī)，然后再進(jìn)行選項(xiàng)，開發(fā)出基于SOAP格式的康復(fù)治療記錄軟件，該軟件為臨床一線工作的康復(fù)工作者提供省時、高效的記錄工具，打破傳統(tǒng)的以來源為導(dǎo)向的治療記錄，確立以問題為導(dǎo)向的治療記錄新模式[11]。

2 基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)在康復(fù)評定中的應(yīng)用側(cè)重于康復(fù)評定資料數(shù)據(jù)庫的建立，為康復(fù)醫(yī)療、教學(xué)和科研積累數(shù)據(jù)，便于對大量信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和查詢。多年來，在腦卒中康復(fù)研究中，數(shù)據(jù)和信息的處理都是采用人工方法來進(jìn)行的，由于人工方法無法對數(shù)量巨大的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理，為了提高腦卒中康復(fù)診療工作的治療和效率、促進(jìn)腦卒中康復(fù)評定和治療的規(guī)范化及醫(yī)療資源的最大化共享，王雷[12]以Delphi 7.0作為開發(fā)平臺，以Microsoft Office Access 2003作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，設(shè)計(jì)開發(fā)了腦卒中康復(fù)評定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，康復(fù)醫(yī)生通過此系統(tǒng)可以快速完成患者基本信息、評定結(jié)果以及康復(fù)治療計(jì)劃的錄入、查詢、修改等工作。王凱等[13]采用Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件，設(shè)計(jì)開發(fā)的腦卒中康復(fù)評定資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用模塊化功能設(shè)計(jì)，在一定程度上促進(jìn)了腦卒中康復(fù)的有效開展?？祻?fù)管理系統(tǒng)便于回顧病人的歷史治療記錄，確保治療的延續(xù)性和溯源性，實(shí)現(xiàn)康復(fù)醫(yī)療流程的信息化和康復(fù)醫(yī)療病例的電子化。廖琳等[14]設(shè)計(jì)的康復(fù)治療管理系統(tǒng)使醫(yī)囑下達(dá)、計(jì)劃任務(wù)獲取、康復(fù)治療、康復(fù)評定、信息反饋、病歷書寫等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全程數(shù)字化管理，節(jié)省了治療師書寫治療記錄和病歷的時間。言語功能評定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)的難點(diǎn)在于其評定內(nèi)容和形式異常復(fù)雜，很難抽象出統(tǒng)一并且便于計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)格式。秦冰等[15]設(shè)計(jì)開發(fā)的失語癥計(jì)算機(jī)評定系統(tǒng)，采用Microsoft Access 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫，將西方失語癥成套測驗(yàn)檢查的錄音提問和反饋用多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)行語音播放與錄制[16]，研制成相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件，通過此系統(tǒng)減少了治療師的工作量，有利于開展深層次的研究與交流。

3 基于康復(fù)機(jī)器人技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

近年來，康復(fù)器械的機(jī)械本體技術(shù)向著智能化、集成化及微型化方向發(fā)展[17]，基于此技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)出的康復(fù)系統(tǒng)不僅具有強(qiáng)大的康復(fù)功能，而且其人性化和實(shí)用化程度也進(jìn)一步提高。Hesse S等[18]設(shè)計(jì)開發(fā)的Bi-Manu-Track康復(fù)系統(tǒng)，不僅能進(jìn)行雙側(cè)肢體的康復(fù)訓(xùn)練，而且允許肢體進(jìn)行被動、主動及助動訓(xùn)練，Hesse S和他的團(tuán)隊(duì)證實(shí)了這個康復(fù)系統(tǒng)能夠有效地減少中風(fēng)病人的痙攣程度，并且增加運(yùn)動控制能力。Zhao L等[19]結(jié)合發(fā)光二極管、單片機(jī)及串行通信技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)的腕關(guān)節(jié)康復(fù)評定系統(tǒng)，專門針對腕關(guān)節(jié)的功能障礙，利用計(jì)算機(jī)獲取腕關(guān)節(jié)康復(fù)治療前后的關(guān)節(jié)活動度照片，加以前后對比，得出康復(fù)治療前后腕關(guān)節(jié)活動度的微小變化，從而判斷康復(fù)治療效果。由于腦卒中患者常伴有高血壓、心臟病等疾病，需要在其體重減負(fù)的情況下進(jìn)行訓(xùn)練，徐秀林等[20]設(shè)計(jì)了一臺減重式多態(tài)康復(fù)訓(xùn)練評定系統(tǒng)，能通過特殊訓(xùn)練床實(shí)現(xiàn)減重，通過計(jì)算機(jī)控制下的驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)減重狀態(tài)下下肢的主動屈伸和被動屈伸，并能對足底壓力、運(yùn)動及靜態(tài)平衡參數(shù)進(jìn)行測試和統(tǒng)計(jì)分析。日常生活活動能力對患者日常的生活具有不可忽視的重要意義，Johnson MJ等[21]設(shè)計(jì)開發(fā)的ADLER康復(fù)系統(tǒng)結(jié)合3D技術(shù)，不僅能對患者的日常生活行動能力進(jìn)行評估和訓(xùn)練，還能評估重力對上肢軟癱的肌肉的協(xié)同效應(yīng)的影響。家庭康復(fù)作為康復(fù)訓(xùn)練中的重要環(huán)節(jié)，對于患者功能獨(dú)立性的獲得具有重大的意義。Durfee W等[22]設(shè)計(jì)與開發(fā)的腦卒中家庭康復(fù)系統(tǒng)，包括兩套生物反饋運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)，分別用于上肢與下肢的康復(fù)訓(xùn)練。該系統(tǒng)由電位聯(lián)合傳感器、智能箱接口和一個便攜式電腦組成，通過與互聯(lián)網(wǎng)的連接，允許患者跟治療師定期進(jìn)行視頻會議，反饋康復(fù)效果，實(shí)時指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練。

4 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境(如飛機(jī)駕駛艙等)，通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境可以使人處于計(jì)算機(jī)實(shí)時產(chǎn)生的三維環(huán)境中，并且可以與多種刺激下的虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，這就為康復(fù)科醫(yī)師提供了一種可控制刺激的環(huán)境進(jìn)行認(rèn)知障礙的評定和治療，并在治療過程中實(shí)時測量和監(jiān)控[23]。不同原因引起的認(rèn)知功能障礙嚴(yán)重影響了患者的日常生活，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在認(rèn)知障礙患者的康復(fù)評定和治療方面表現(xiàn)出非常好的前景[24-25]，Ku等[26]利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對腦創(chuàng)傷患者的思維認(rèn)知能力進(jìn)行評估和治療。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)評估與傳統(tǒng)的威斯康星卡片分類測試和統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖方法的效果相同。對于學(xué)習(xí)障礙，Lannen等[27]用虛擬環(huán)境進(jìn)行評估和治療，受試者的體感、知覺等均通過觀察和常規(guī)方法進(jìn)行評估，結(jié)果顯示學(xué)習(xí)障礙可通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)加以控制和訓(xùn)練。

5 結(jié)論與展望

在康復(fù)評定與治療中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)是近年來研究較多的領(lǐng)域[28]，從以上學(xué)者的研究設(shè)計(jì)中不難發(fā)現(xiàn)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)和康復(fù)評定結(jié)合起來，大都可以提高康復(fù)診療的效率，方便康復(fù)評定結(jié)果的儲存和查詢。對于康復(fù)機(jī)器人技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的利用，國內(nèi)相對較少，大部分研究與設(shè)計(jì)均集中在國外。然而，大部分康復(fù)評定系統(tǒng)只是側(cè)重于評定或者資料的保存，把康復(fù)評定與康復(fù)治療結(jié)合起來，利用康復(fù)評定結(jié)果智能化輸出針對性治療方案的康復(fù)評定系統(tǒng)鮮有耳聞。另外，已有的康復(fù)評定系統(tǒng)普遍存在缺少指導(dǎo)性的多媒體資料以及統(tǒng)計(jì)分析功能弱小等問題?？祻?fù)評定是為了制定有效的康復(fù)治療計(jì)劃，計(jì)算機(jī)康復(fù)評定系統(tǒng)的開發(fā)涉及到醫(yī)學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的交叉與融合，因此聚合具有不同學(xué)術(shù)背景的研究者共同設(shè)計(jì)開發(fā)出一套軟硬件結(jié)合、集康復(fù)評定與康復(fù)治療為一體的康復(fù)評定系統(tǒng)將是我們今后努力的方向，積極引入3D技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來計(jì)算機(jī)康復(fù)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

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Design & Development Progress of the Computer Rehabilitation Evaluation System

【 Writers 】Fu Tengfei, Bai Yuehong Department of Rehabilitation Medicine, the 6th People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200233

rehabilitation, computer, evaluation system

R247.9

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2013.06.016

1671-7104(2013)06-0441-03

2013-04-10

付騰飛，碩士研究生，E-mail: lingtuisi@163.com

白躍宏，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: aibyhw@126.com

【 Abstract 】This review paper presents the current design & development progress and challenges of computer rehabilitation evaluation system.