康復工程技術在生活中的應用及發展研究

（荊楚理工學院，湖北荊門市，448000） 王 絡

康復工程屬于生物醫學工程領域。康復工程學屬于多學科交叉,包括解剖學、生理學、復醫學、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。康復工程學在康復學科中的作用不可代替,醫工結合是實現現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。康復工程技術在生活中的應用取得了一定的發展和突破。

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。但是細胞表面積還有細胞內是沒有血管的，從里再清除有害物質時，細胞的能力非常有限，大量的毒素物質會加重組織的損傷。形成惡性神經修復與再生，即使后期修復也難以達到損傷前的功能狀態。

現在采用的大量治療方法包括豐富環境、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，在保護關節功能方面也有一定的作用，防止出現對患者不利的方式，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節活動度的鍛煉通常是借助軸助器械達到康復的目的,例如關節持續被動訓練儀：在活動關節和肌肉的同時，可以加強淋巴循環。防止關節李縮等作用。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、關節畸形無法恢復的患者。

在腦卒的治療中,運動障礙神經康復技術有著不可缺少的作用。運動障礙神經康復技術主要采用生物反饋技術（視覺、力）+機器人輔助運動、傳感技術+模式識別技術等。經過多年的臨床實驗發現，并不是所有的康復訓練都能夠在腦卒中產生作用，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學和生物學等。這些醫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。比如代替醫療工作者的基礎重復的工作，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院機器人系統、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設定一定的程序，讓其自動工作。康復機器人已經作為醫學界研究的熱點話題。康復機器人的功能多種多樣有環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，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。可以像人一樣保持平衡行走，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，使之能在醫院里自由行走速度為0.7m每秒左右。護理機器人,Master系統）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，新研發的步態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力學，易化正確的感覺信息輸人和步態力學。設計了能夠感受外界環境的傳感器，能根據外界的變化同步調整輔助的力量，保證患者的人身安全，避免事故的發生或者是力度與環境沖突，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生的輔助指導，在醫學人士的緊缺的大環境之下，并沒有節約大量的人力。例如在機器步態設備進行輔助步態訓練時，需要醫生進行旁邊的操作與監督。在矯正下肢的關節力線、力矩時，醫生會根據患者的實際情況，調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，心臟循環不佳，血液循環不暢，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、中風患者或多發性硬化癥和大腦性麻痹患者等。

3 結語

康復工程技術帶來的醫學革命存在于各個方面，不僅僅是本文的兩個方面，它對于醫學界是十分重要的，他不僅能讓霍金這種偉人繼續為人類作出貢獻，也為普通人帶來生活的希望，因此康復工程技術需要人們的著重重視，國家投入資源進行研發，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，康復技術依然會有重大的技術難題。研發者不應僅僅是醫療工作者，而是醫療與物理化學結合的研究員，多方面合作才能使康復工程技術更快更有效的發展。