康復工程技術(shù)在生活中的應用及發(fā)展研究

（荊楚理工學院，湖北荊門市，448000） 王 絡(luò)

康復工程屬于生物醫(yī)學工程領(lǐng)域。康復工程學屬于多學科交叉,包括解剖學、生理學、復醫(yī)學、生物力學等多種學科。主要應用在以下范圍:各種原因所導致的運動、感覺、智力以及語言等方面的功能障礙、康復評定設(shè)備的研制（運動、認知檢測儀）、功能恢復訓練器的研制（減重器、機器人）等?？祻凸こ虒W在康復學科中的作用不可代替,醫(yī)工結(jié)合是實現(xiàn)現(xiàn)代康復療效非常重要舉措,是衡量一個國家康復水平高低的重要標志?？祻凸こ碳夹g(shù)在生活中的應用取得了一定的發(fā)展和突破。

1 在腦卒的運用

在腦部疾病的恢復中往往伴隨著細胞老化，比如學習困難方面。隨著年紀的增長，細胞功能逐漸衰老死亡，因此學習會變得越來越困難，這是自然規(guī)律。但學習困難會帶來康復的困難。在治療腦部疾病的時候，需要改善循環(huán)。但是細胞表面積還有細胞內(nèi)是沒有血管的，從里再清除有害物質(zhì)時，細胞的能力非常有限，大量的毒素物質(zhì)會加重組織的損傷。形成惡性神經(jīng)修復與再生，即使后期修復也難以達到損傷前的功能狀態(tài)。

現(xiàn)在采用的大量治療方法包括豐富環(huán)境、改良物理治療方法、藥物干預及干細胞治療，而康復工程技術(shù)在腦卒的運用主要有以下幾點：在卒中急性期階段,使用的是軟性輔具,主要作用在患者的體位改變和被動運動等，在保護關(guān)節(jié)功能方面也有一定的作用，防止出現(xiàn)對患者不利的方式，有明顯改善到腦卒中患者的下肢功能。并為后期康復贏得時間。

在卒中恢復期和后遺癥康復階段,主要是加強肌力和關(guān)節(jié)活動度的鍛煉通常是借助軸助器械達到康復的目的,例如關(guān)節(jié)持續(xù)被動訓練儀：在活動關(guān)節(jié)和肌肉的同時，可以加強淋巴循環(huán)。防止關(guān)節(jié)李縮等作用。而手腕肘肩、髖膝踝足等僑形器的應用在肢體運動功，能的恢復上可以起到重要作用,也用于肌腱李縮、關(guān)節(jié)畸形無法恢復的患者。

在腦卒的治療中,運動障礙神經(jīng)康復技術(shù)有著不可缺少的作用。運動障礙神經(jīng)康復技術(shù)主要采用生物反饋技術(shù)（視覺、力）+機器人輔助運動、傳感技術(shù)+模式識別技術(shù)等。經(jīng)過多年的臨床實驗發(fā)現(xiàn)，并不是所有的康復訓練都能夠在腦卒中產(chǎn)生作用，而是需要滿足一些特殊條件。只有滿足了這些條件，才能使患者的大腦受損區(qū)域能夠代償連接建立起來。這些條件主要包括四個方面:建立可視覺化的運動目標；大量重復的訓練；主動參與、實時生物反饋。例如給中風病人建立一個運動目標，通過大量重復的訓練使患者的大腦能夠創(chuàng)造新的路徑來恢復之前的運動能力。[1]

2 康復機器人的運用

康復機器人屬于醫(yī)療機器人，與普通機器人不同，它涉及力學、機械學之外還包括了醫(yī)學和生物學等。這些醫(yī)療機器人的目的是為了幫助病人更好的恢復某些生理功能。比如代替醫(yī)療工作者的基礎(chǔ)重復的工作，照顧老年人或殘疾人的日常生活等。

在更廣泛的意義上，看貨機器人包括了醫(yī)院機器人系統(tǒng)、家庭日常生活護理機器人和智能輪椅等。范圍廣泛，多種多樣活躍在日常生活中。在狹隘的意義上來說，康復對應的是有缺陷，而康復機器人系統(tǒng)是幫助殘疾人解決生活困難的一種工具。使殘疾人能夠恢復正常的日常生活。這些機器人主要通過計算機控制，與之配套相應的傳感器和安全系統(tǒng)設(shè)定一定的程序，讓其自動工作?？祻蜋C器人已經(jīng)作為醫(yī)學界研究的熱點話題?？祻蜋C器人的功能多種多樣有環(huán)境控制及個人服務功能,幫助患者完成各種運動功能恢復訓功能、職業(yè)與教育操作功能,娛樂性操作功能。主要分為工作站式機器人、輔助型康復機器人和康復訓練機器人等。

2.1 康復機器人

此機器人是目前全球最成功的一種價格，低廉的康復機器人系統(tǒng)，可以提供拆卸的滑動托盤，適應各種場合的需要，及供各種不同的功能。[2]

2.2 機器人護士

日本的物理與化學研究所研制;身高與人類女性一樣約為158cm,但是體重約100kg,是人類女性的兩倍。裝備了5個天線傳感器和19個傳動裝置?？梢韵袢艘粯颖３制胶庑凶?，還能像護士一樣照顧病人。[3]

2.3 護士助手

"護士助手"是一個移動式護理機器人,與機器人護士相類似。身體裝有相應的傳感器可以行走并且控制方向，使之能在醫(yī)院里自由行走速度為0.7m每秒左右。護理機器人,Master系統(tǒng)）被公認為是具代表性的固定式康復護理機器人），利用護理機器人可以實現(xiàn)正常的日常生活，例如喝水，下棋，打電話等。

2.4 手部康復機器人

下肢康復機器人改變了以往人無法主動掌握運動方向與力度的模式,只能設(shè)置一種運動模式，缺乏運動目標導向訓練。在新的進展中，新研發(fā)的步態(tài)機器人能忽略大量干擾信息，捕捉到正確的感覺信息與人體的步態(tài)力學，易化正確的感覺信息輸人和步態(tài)力學。設(shè)計了能夠感受外界環(huán)境的傳感器，能根據(jù)外界的變化同步調(diào)整輔助的力量，保證患者的人身安全，避免事故的發(fā)生或者是力度與環(huán)境沖突，導致患者的病情進一步加重。智能的我訓練這些人，能夠更加提高康復的效率，給患者更好的使用感受。

但是手部康復機器人存在一定的問題:在很多情況下不能完全脫離醫(yī)生的輔助指導，在醫(yī)學人士的緊缺的大環(huán)境之下，并沒有節(jié)約大量的人力。例如在機器步態(tài)設(shè)備進行輔助步態(tài)訓練時，需要醫(yī)生進行旁邊的操作與監(jiān)督。在矯正下肢的關(guān)節(jié)力線、力矩時，醫(yī)生會根據(jù)患者的實際情況，調(diào)整到與患者相接近的實際運動軌跡。[4]

2.5 動力外骨骼機器人

也稱"電子腿",這款機器人與上述不同的是，它一種穿戴式機器人，能夠替代患者的某種功能，非常適合殘疾人。它不僅能幫助殘疾人恢復日常生活中的某種功能，還能幫助殘疾人避免長期間在床上椅子上行動不了，長出瘡。還能避免因為某一功能喪失，只能長時間不能動彈，導致其他功能的喪失，例如周圍健康肌肉萎縮，長期未動，心臟循環(huán)不佳，血液循環(huán)不暢，肌肉強度減少，患者身心受到折磨，甚至患有抑郁癥、躁郁癥，感覺人生沒有目標失去意義從而自殺。動力外骨骼機器人適用于脊髓損傷患者、中風患者或多發(fā)性硬化癥和大腦性麻痹患者等。

3 結(jié)語

康復工程技術(shù)帶來的醫(yī)學革命存在于各個方面，不僅僅是本文的兩個方面，它對于醫(yī)學界是十分重要的，他不僅能讓霍金這種偉人繼續(xù)為人類作出貢獻，也為普通人帶來生活的希望，因此康復工程技術(shù)需要人們的著重重視，國家投入資源進行研發(fā)，并不斷突破研究過程中的難題。在治療腦卒和研究康復機器人中，康復技術(shù)依然會有重大的技術(shù)難題。研發(fā)者不應僅僅是醫(yī)療工作者，而是醫(yī)療與物理化學結(jié)合的研究員，多方面合作才能使康復工程技術(shù)更快更有效的發(fā)展。