[康復機器人]，您聽說過嗎

常曉

不久前，在山西中醫學院第三中醫院（山西省針灸研究所）康復中心，因腦外傷導致行動障礙的患者王某在家人攙扶下，站到了步態康復機器人傳送帶上。治療師把他的性別、年齡、身高、體重、骨盆圍度、大小腿長度等各項數據輸入電腦后，將他的兩條腿與機械腿固定，并用固定在上身的兩根吊帶將其微微吊起。治療師啟動機器人，依靠機械腿協助站穩的王某開始左腿抬起、邁步、落地，右腿跟上……每一個動作都有條不紊。“我又能走路了！”王某難掩興奮之情。據了解，這是山西省引進的第一臺步態康復機器人，采用的是目前國際前沿技術，即使是高位截癱完全喪失行動能力的患者，也可以在“機器人理療師”的幫助下，恢復心肺功能，促進血液循環，防止肌肉萎縮。

事實上，康復機器人作為醫療機器人的一個重要分支，它的研究貫穿了康復醫學、生物力學、機械學、機械力學、電子學、材料學、計算機科學以及機器人學等諸多領域，已經成為時下醫療機器人領域的一個研究熱點。目前，康復機器人已經廣泛地應用到康復護理、假肢和康復治療等方面，這不僅促進了康復醫學的發展，也帶動了相關領域的新技術和新理論的發展。

以“協作”方式提升患者復健質量

近年來，人口老齡化和慢病群體的增長，給醫院康復設備和服務人員的供給帶來了巨大缺口。與此同時，人工智能技術帶動了護理機器人、康復機器人等多種醫療輔助工具的發展，智能化康復手段逐漸成為康復設備發展的主流。根據美國一家知名市場調研和咨詢公司預測，外骨骼機器人、輔助康復機器人從2012年到2022年，市場占比明顯提升。經估算，未來5年，廣義康復機器人的年復合增長率約為37%，其中康復機器人年復合增長率為21%。

康復機器人是機器人技術與醫工技術結合的產物，其研究起步最早可追溯到上個世紀80年代，當時美國、英國和加拿大在康復機器人方面的研究處于世界領先地位，1990年以后康復機器人的研究進入到全面發展時期。目前，康復機器人的研究主要集中在康復機械手、醫院機器人系統、智能輪椅、假肢和康復治療機器人等幾個方面。

國內一家來自上海的外骨骼機器人研發團隊，其自主研發的新一代上肢智能康復機器人Fourier M2能夠通過刺激大腦功能重組，為上肢功能障礙患者提供多樣的目標導向性訓練。具體來說，就是“通過身體器官以外的輔助設備，幫助康復病人實現行走或者完成某種功能，以‘協作的方式提升患者的康復質量”。該團隊負責人介紹，康復機器人的目標就是要實現替代/輔助康復治療師，簡化傳統“一對一”的繁重的治療過程，幫助病患重塑中樞神經系統。目前康復機構配備主要是功能較多、自動化程度較高的、多自由度的牽引式/懸掛式康復機器人，但近年來，在此基礎上技術升級的穿戴式康復機器人即外骨骼機器人異軍崛起。機器人在康復及療養領域上有著巨大的潛力，這類系統不僅能夠對行動障礙進行治療，如由中風、創傷性腦損傷及其它損傷引起的行動障礙，也能夠作為社會與行為障礙的干預與治療工具，包括自閉癥、多動癥等，未來還將朝著促進原居安老、推遲老年癡呆癥的發生、通過陪護緩解老年人孤獨的方向上進一步發展。

康復機器人助患者重獲新生

“作為山西省唯一的中醫康復示范基地，每天來這里康復健身的患者大約有150人，其中80%以上是60歲左右因腦血管病變、腦卒中、創傷性神經損傷、脊髓損傷等疾病，導致行動障礙的患者。我們的基本治療手段是針刺運動療法，也就是一方面通過針灸刺激腦細胞及神經重塑，恢復患者神經傳導；另一方面通過大量、重復導向性訓練，讓患者大腦皮質重新學習運動模式，逐漸恢復正常功能。”山西中醫學院第三中醫院一位治療師介紹，“理論上，只要在攙扶幫助下能夠挪步的患者，通過專業康復訓練都能恢復正常走路。但實際上，患者往往達不到理想效果，傳統步態模式訓練至少3個月才能有明顯改善。但由于許多患者要么訓練強度不夠，要么錯過了康復的最佳時期，導致康復效果打了折扣，很多患者只能恢復到勉強拖著一條腿走路的狀態。而相對于傳統的人力協助康復訓練，機器人康復訓練更具優勢：患者不但可以盡早開始康復治療，而且能短期內完成高強度、高質量的重復訓練。在機器人幫助下，患者邁出的每一步都是正常生理步態，大腦重新學習和記憶的也會是正確的運動姿勢。”

該康復治療師認為，一直以來，大眾對康復的認識只停留在針灸、推拿、理療階段，這種觀念已經落伍了。現代康復醫學是通過多種康復手段，提高患者生存質量，恢復患者社會功能。隨著康復醫學的不斷發展和科技進步，醫療服務機器人會越來越多地參與到我們的生活中。

事實上，歐美國家對康復機器人的技術和理論研究一直處于領先地位。我國相關研發工作起步較晚，但近年來呈現快速發展趨勢，目前已進入到臨床應用的以牽引式/懸掛式康復機器人為主。“例如，腦卒中是我國死亡率最高的疾病之一，其中75%存活者有不同程度的殘疾和勞動能力喪失。根據歐美國家康復醫學相關文獻，借助康復機器人等方法有效治療后，腦卒中殘障率可減少為30%。”業內人士表示，越來越多地投入使用康復機器人，將使越來越多的行走等功能障礙患者獲得良好治療效果，重獲新生。

應用領域將日益寬廣

盡管國內康復機器人應用尚處于普及階段，但是潛在市場空間卻非常大。“中樞神經系統具有高度的可塑性，是近30多年在神經康復領域最主要的成果之一，這也是康復醫學和機器人技術結合的最重要的醫學依據。未來，三大因素將助力康復機器人在國內應用快速增長。”業內專家表示，一方面，人口老齡化增加了致殘率和殘疾人數量。老年人由于生理機能衰退，腦血管疾病、骨關節病、腦卒中等發病率和致殘率增高，再加上長期以來慢病患者急性期治療模式導致慢病致殘率越來越高，康復機器人可以幫助行動障礙的患者（如因腦卒中、創傷性神經損傷、脊髓損傷、肢體殘疾、老齡化引起的行動障礙等）進行高效治療和康復。另一方面，國民收入的增長和居民醫療保健意識的提高。目前我國康復醫師占比例僅1.7人/10萬人，康復機器人是解決我國康復醫療行業現有專業人才供需矛盾的必然選擇。再一方面，多項利好政策出臺，尤其是在醫保覆蓋范圍及保險比例不斷提高，醫療器械國產化趨勢，以及國家衛生部頒布的標準中明確要求三級康復醫院配備等利好政策不斷催化。

事實上，智能康復機器人在精度、穩定性、力量等方面有著人類無可比擬的優勢，可以改變傳統“一對一”的繁重訓練過程，吸引患者短期內完成高強度、多頻次的康復訓練。正因如此，業界普遍認為，隨著人口結構變化和疾病模式的變化，康復機器人將會迎來史無前例的黃金發展機遇。未來，應用領域也將日益寬廣。