康復(fù)工程技術(shù)在生活中的應(yīng)用及發(fā)展研究

（荊楚理工學(xué)院，湖北荊門市，448000） 王 絡(luò)

康復(fù)工程屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。康復(fù)工程學(xué)屬于多學(xué)科交叉,包括解剖學(xué)、生理學(xué)、復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)等多種學(xué)科。主要應(yīng)用在以下范圍:各種原因所導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)、感覺、智力以及語言等方面的功能障礙、康復(fù)評(píng)定設(shè)備的研制（運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知檢測(cè)儀）、功能恢復(fù)訓(xùn)練器的研制（減重器、機(jī)器人）等。康復(fù)工程學(xué)在康復(fù)學(xué)科中的作用不可代替,醫(yī)工結(jié)合是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代康復(fù)療效非常重要舉措,是衡量一個(gè)國家康復(fù)水平高低的重要標(biāo)志。康復(fù)工程技術(shù)在生活中的應(yīng)用取得了一定的發(fā)展和突破。

1 在腦卒的運(yùn)用

在腦部疾病的恢復(fù)中往往伴隨著細(xì)胞老化，比如學(xué)習(xí)困難方面。隨著年紀(jì)的增長，細(xì)胞功能逐漸衰老死亡，因此學(xué)習(xí)會(huì)變得越來越困難，這是自然規(guī)律。但學(xué)習(xí)困難會(huì)帶來康復(fù)的困難。在治療腦部疾病的時(shí)候，需要改善循環(huán)。但是細(xì)胞表面積還有細(xì)胞內(nèi)是沒有血管的，從里再清除有害物質(zhì)時(shí)，細(xì)胞的能力非常有限，大量的毒素物質(zhì)會(huì)加重組織的損傷。形成惡性神經(jīng)修復(fù)與再生，即使后期修復(fù)也難以達(dá)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(yù)及干細(xì)胞治療，而康復(fù)工程技術(shù)在腦卒的運(yùn)用主要有以下幾點(diǎn)：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(dòng)運(yùn)動(dòng)等，在保護(hù)關(guān)節(jié)功能方面也有一定的作用，防止出現(xiàn)對(duì)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(fù)贏得時(shí)間。

在卒中恢復(fù)期和后遺癥康復(fù)階段,主要是加強(qiáng)肌力和關(guān)節(jié)活動(dòng)度的鍛煉通常是借助軸助器械達(dá)到康復(fù)的目的,例如關(guān)節(jié)持續(xù)被動(dòng)訓(xùn)練儀：在活動(dòng)關(guān)節(jié)和肌肉的同時(shí)，可以加強(qiáng)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(yīng)用在肢體運(yùn)動(dòng)功，能的恢復(fù)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(fù)的患者。

在腦卒的治療中,運(yùn)動(dòng)障礙神經(jīng)康復(fù)技術(shù)有著不可缺少的作用。運(yùn)動(dòng)障礙神經(jīng)康復(fù)技術(shù)主要采用生物反饋技術(shù)（視覺、力）+機(jī)器人輔助運(yùn)動(dòng)、傳感技術(shù)+模式識(shí)別技術(shù)等。經(jīng)過多年的臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并不是所有的康復(fù)訓(xùn)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(gè)方面:建立可視覺化的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；大量重復(fù)的訓(xùn)練；主動(dòng)參與、實(shí)時(shí)生物反饋。例如給中風(fēng)病人建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，通過大量重復(fù)的訓(xùn)練使患者的大腦能夠創(chuàng)造新的路徑來恢復(fù)之前的運(yùn)動(dòng)能力。[1]

2 康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)用

康復(fù)機(jī)器人屬于醫(yī)療機(jī)器人，與普通機(jī)器人不同，它涉及力學(xué)、機(jī)械學(xué)之外還包括了醫(yī)學(xué)和生物學(xué)等。這些醫(yī)療機(jī)器人的目的是為了幫助病人更好的恢復(fù)某些生理功能。比如代替醫(yī)療工作者的基礎(chǔ)重復(fù)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(jī)器人包括了醫(yī)院機(jī)器人系統(tǒng)、家庭日常生活護(hù)理機(jī)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(fù)對(duì)應(yīng)的是有缺陷，而康復(fù)機(jī)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(fù)正常的日常生活。這些機(jī)器人主要通過計(jì)算機(jī)控制，與之配套相應(yīng)的傳感器和安全系統(tǒng)設(shè)定一定的程序，讓其自動(dòng)工作。康復(fù)機(jī)器人已經(jīng)作為醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)話題。康復(fù)機(jī)器人的功能多種多樣有環(huán)境控制及個(gè)人服務(wù)功能,幫助患者完成各種運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)訓(xùn)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(jī)器人、輔助型康復(fù)機(jī)器人和康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人等。

2.1 康復(fù)機(jī)器人

此機(jī)器人是目前全球最成功的一種價(jià)格，低廉的康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，可以提供拆卸的滑動(dòng)托盤，適應(yīng)各種場(chǎng)合的需要，及供各種不同的功能。[2]

2.2 機(jī)器人護(hù)士

日本的物理與化學(xué)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(gè)天線傳感器和19個(gè)傳動(dòng)裝置。可以像人一樣保持平衡行走，還能像護(hù)士一樣照顧病人。[3]

2.3 護(hù)士助手

"護(hù)士助手"是一個(gè)移動(dòng)式護(hù)理機(jī)器人,與機(jī)器人護(hù)士相類似。身體裝有相應(yīng)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(hù)理機(jī)器人,Master系統(tǒng)）被公認(rèn)為是具代表性的固定式康復(fù)護(hù)理機(jī)器人），利用護(hù)理機(jī)器人可以實(shí)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(fù)機(jī)器人

下肢康復(fù)機(jī)器人改變了以往人無法主動(dòng)掌握運(yùn)動(dòng)方向與力度的模式,只能設(shè)置一種運(yùn)動(dòng)模式，缺乏運(yùn)動(dòng)目標(biāo)導(dǎo)向訓(xùn)練。在新的進(jìn)展中，新研發(fā)的步態(tài)機(jī)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(xué)，易化正確的感覺信息輸人和步態(tài)力學(xué)。設(shè)計(jì)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(dǎo)致患者的病情進(jìn)一步加重。智能的我訓(xùn)練這些人，能夠更加提高康復(fù)的效率，給患者更好的使用感受。

但是手部康復(fù)機(jī)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(dǎo)，在醫(yī)學(xué)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(jī)器步態(tài)設(shè)備進(jìn)行輔助步態(tài)訓(xùn)練時(shí)，需要醫(yī)生進(jìn)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(shí)，醫(yī)生會(huì)根據(jù)患者的實(shí)際情況，調(diào)整到與患者相接近的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡。[4]

2.5 動(dòng)力外骨骼機(jī)器人

也稱"電子腿",這款機(jī)器人與上述不同的是，它一種穿戴式機(jī)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(fù)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(dòng)不了，長出瘡。還能避免因?yàn)槟骋还δ軉适В荒荛L時(shí)間不能動(dòng)彈，導(dǎo)致其他功能的喪失，例如周圍健康肌肉萎縮，長期未動(dòng)，心臟循環(huán)不佳，血液循環(huán)不暢，肌肉強(qiáng)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(biāo)失去意義從而自殺。動(dòng)力外骨骼機(jī)器人適用于脊髓損傷患者、中風(fēng)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(fù)工程技術(shù)帶來的醫(yī)學(xué)革命存在于各個(gè)方面，不僅僅是本文的兩個(gè)方面，它對(duì)于醫(yī)學(xué)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(xiàn)，也為普通人帶來生活的希望，因此康復(fù)工程技術(shù)需要人們的著重重視，國家投入資源進(jìn)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(fù)機(jī)器人中，康復(fù)技術(shù)依然會(huì)有重大的技術(shù)難題。研發(fā)者不應(yīng)僅僅是醫(yī)療工作者，而是醫(yī)療與物理化學(xué)結(jié)合的研究員，多方面合作才能使康復(fù)工程技術(shù)更快更有效的發(fā)展。