康复医学“新武器”
这是 达医晓护 的第 1500 篇文章在 21 世纪，越来越多的国家将经历人口老龄化。2010年我国老龄人口比率达到17.8%，根据最新的第六次全国人口普查数据显示，中国人口老龄化进程逐步加快，到 2030 年前后，中国 65 岁以上人口比例将超过日本，成为世界上老龄化最高的国家。老龄人口的增加，使中国面临慢性病高发病率、高致残率、高致死率的严峻挑战，而脑血管病是当今全世界危害人类 健康 的主要慢性病之一。据统计，我国脑卒中的年发生率为116～219／10万人，致残率86.5%，生活不能自理者约占43.2%，生活质量明显低于正常人群，对患者及家庭生活造成严重影响。为了提高脑卒中患者的生活质量, 必须进行系统规范的康复治疗。
传统的规范系统的康复治疗需要投入大量人力和的治疗时间，但随着康复患者数量的逐年增加，使得我国康复治疗专业人员紧缺的现状凸显出来，为了缓解供需不平衡间的矛盾，目前亟待将新兴的康复设备作为辅助治疗技术引入到康复治疗领域，其中三维上肢多关节训练与评估系统、智能化下肢步态评估与训练系统和移动式步行训练机器人等是目前康复治疗领域非常具有代表性、功能最强大的康复家族“新武器”。
用于恢复患者上肢运动功能的三维上肢多关节训练与评估系统Armeo Spring是专为上肢和手部主动运动具有障碍的人群设计，由美国加州大学尔湾分校大学和芝加哥康复研究所共同研究和开发。可以有效提高使用者的上肢协调性、肌肉力量、肩肘腕等关节活动范围和抓握的力量等上肢运动能力。它可以通过多样化的训练方案，通过手臂减重支持技术，抵消了使用者手臂的重量，减轻训练的难度，保证训练的安全。 游戏 般的环境中活动手臂和手腕部，可以完成日常生活活动所需的运动，患者将操控屏幕中的模拟角色完成手臂在一维、二维和三维空间里的正确运动，进而形成循序渐进式的功能训练，这也完全符合疾病康复的基本准则。这套设备在临床上主要适用于神经系统疾病和骨关节系统疾病引起的上肢运动功能障碍，比如：脑梗/脑出血、颅脑外伤、帕金森以及上肢骨折术后和肩周炎等，Armeo Spring在治疗过程中个体差异性非常大，具有很强的独特性和针对性，能够根据每位患者的情况，制定个性化的治疗方案，大部分患者在治疗后均给与了较高的评价。
三维上肢多关节训练与评估系统
在临床上，上下肢的功能相辅相成，虽然恢复有时间先后、周期长短的差别，但是作为患者进行移动不可或缺的步行能力和正确的步态，同样是临床康复医学非常重视的功能。所以针对于下肢功能改善和步态纠正的下肢康复机器人，也具有举足轻重的意义。临床上常见的高端下肢康复机器人包括两种：
第一种是智能化下肢步态评估于训练系统TecnoBody Walker-view是一套专为康复和运动医学进行步态评估和下肢运动训练的跑台系统，简单来说就是增强版的跑步机，具有一般跑步机具备的各项功能，同时它还包含国际标准的6钟步行测试，库伯测试及巴克测试，可对患者的运动和心肺功能进行评估，为训练方案的制定提供科学的依据。Walker-view可以通过抗干扰高速红外摄像系统，实时捕捉步行机奔跑中全身关节的角度变化情况；实时记录身体压力中心变化，步长步宽，触地时间及负重对称性等基本步态分析数据，将动作及步态数据整合分析，通过跑台前方47英寸屏幕实时反馈给患者，包括左右关节活动角度,代偿情况（肩部对称性，脊柱弯曲以及骨盆对称性），步态等数据，下一步，借助自带的二十余种步行及奔跑训练处方程序和虚拟情景设置，指导训练及改进，将在很大程度上改善患者的步态。
智能化下肢步态评估于训练系统
另一种较为先进的下肢康复机器人是Andago，它是一台可移动的康复训练机器人，主要用于为患者提供动态减重的步态训练，令患者可以在直立、解放双手的状态下进行实际地面上的行走训练。其特异性的防跌倒保护功能和实时患者跟随功能可以时刻为患者的训练保驾护航。患者可在训练中逐步建立自信，治疗师能够更专注在如何为患者提供最优化的训练而不用考虑安全问题。内置多样的训练模式（患者控制、直线运动、治疗师人为控制模式）以满足不同训练强度及挑战难度。承重是下肢各项功能的基础，尤其是步行，所以下肢康复机器人需要能够为患者提供类似于正常人步行的姿势控制和减重能力，以上两种康复机器人不仅完成了一般的下肢康复机器人的任务，还在很大程度上通过科学的设计和精密的计算，使得患者能够站起来更早、步行的更稳、跑的更快！
动态减重的步态训练
越来越多的机器人进入到康复治疗领域，并获得较好的临床治疗反馈和患者接受度。多项研究也表明康复领域的机器人可以为患者提供类似于日常活动的运动，可对瘫痪上肢提供可重复的、任务导向和互动性治疗，能客观可靠地监控患者运动功能改善状况，同时可虚拟现实场景，提供具有功能性、目的性的治疗，提高患者参与康复治疗的兴趣和积极性，进而改善患者上下肢的运动功能。
康复家族的“新武器”除了上/下肢的康复机器人以外，还有近年来非常流行，高 科技 含量非常高的虚拟现实治疗技术（简称VR）和经颅磁刺激治疗（简称TMS），其中VR是一门新兴的人机交互技术，可以虚拟现实技术已经被广泛应用于康复治疗的各个方面: 在注意力缺陷、空间感知障碍、记忆障碍等认知康复；焦虑、抑郁、恐怖等情绪障碍和其他精神疾患的康复，运动功能障碍、平衡协调性差和舞蹈症等运动障碍康复等领域都取得了很好的康复疗效。而TMS是一种无痛、无创的绿色治疗方法，设备产生的磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，可调重复刺激大脑的中枢神经，它主要通过不同的频率来达到兴奋和抑制的作用，进而达到治疗临床精神疾病、神经疾病及康复功能障碍的作用。
经颅磁刺激治疗
虚拟现实技术
综合而言，传统的手法治疗对患者及其家属而言无疑是最有效的治疗，但是此类方法也存在耗时、费力和难于重复等缺点，很多情况下也只能进行一对一的治疗；同时，由于我国康复治疗师从业人员的严重不足，导致很多患者得不到及时、规范的康复治疗，进而错过了最佳的治疗时机，而康复家族的“新武器”可以从很大程度上辅助甚至于部分替代传统的手法治疗，大大提高了疗效和缓解了人手不足的情况；另一方面，随着人们生活水平和对生活质量追求的日益增加，使得疾病后期的功能恢复跟传统理念上的 健康 预防、临床医学等同等重要，这在很大程度上也促进了康复医学和相关学科的迅猛发展。
科学技术的飞速进步，使得很多原来的不可能成为了可能，也为康复医学的临床治疗提供了更多的选择和更好的方案，未来已来，康复医学家族的“新武器”因其 科技 含量好、无痛和非创伤的物理特性，将从现在开始，和康复医生和治疗师一起，为患者提供更好的康复服务，人们将从中获得最大程度上的功能恢复。
作者：复旦大学附属华山医院康复医学科
徐冬艳 主管物理治疗师
指导：复旦大学附属华山医院康复医学科
吴毅 教授
肢体康复机器人的作用？
目前正在生产的机器人能完成3种功能，是由3种可以拆卸的滑动托盘来分别实现的，它们是吃饭/喝水托盘，洗脸/刮脸/刷牙托盘以及化妆托盘，它们可以根据用户的不同要求提供。由于不同的用户要求不同，他们可能会要求增加或者去掉某种托盘，以适应他们身体残疾的情况，因而灵活地生产可更换的托盘是很重要的。部件多了就很复杂了，为此给这种机器人研制了一种新的控制器，它是以PC104技术为基础的。为了将来便于改进，设计了一种新颖的输入/输出板，它可以插入PC104控制器。它具有以下能力：话音识别，语音合成，传感器的输入，手柄控制以及步进电机的输入等。
可更换的组件式托盘装在Handy1的滑车上，通过一个16脚的插座，从内部连接到机器人的底座中。目前该系统可以识别十五种不同的托盘。通过机器人关节中电位计的反馈，启动后它可以自动进行比较。它还装有简单的查错程序。
Handy1具有通话的能力，它可以在操作过程中为护理人员及用户提供有用的信息，所提供的信息可以是简单的操作指令及有益的指示，并可以用任何一种欧洲语言讲出来。这种装置可以大大提高Handy1的方便用户的能力，而且有助于突破语言的障碍。
以进食为例，Handy1的工作过程是这样的：在Handy1的托盘部分装有一个光扫描系统，它使用户能够从餐盘的任何部分选择食物。简而言之，一旦系统通电，餐盘中的事物就被分配到若干格中，共有7束光线在餐盘的后面从左向右扫描。用户只用等到光线扫到他想吃的食物的那一格的后面时，就可以按下单一的开关，启动Handy1。机器人前进到餐盘中所选中的部分，盛出一满勺食物送到用户的嘴里。用户可以按照自己希望的速度盛取食物，这一过程可以重复进行，只到盘子空了为止。机器人上的计算机始终跟踪盘子中被选中食物的地方，并自动控制扫描系统越过空了的地方。利用托盘上的第8束光线，用户在吃饭时可以够得到任何地方的饮料。
Handy1的简单性以及多功能性提高了它对所有残疾人群体以及护理人员的吸引力。该系统为有特殊需求的人们提供了较大的自主性，使他们增加了溶入到“正常”环境中的机会。
脑萃中百万减残工程的关键
脑卒中百万减残工程的关键适宜技术包括以下7种：1、缺血预适应技术：该技术可提高人体对缺血的适应能力，预防缺血性脑血管病的发生。
2、神经可塑性训练：通过刺激神经元，促进人体神经系统功能的恢复。
3、康复机器人：能够提供精准、个性化和有效的康复训练，帮助脑卒中患者进行康复训练，提高康复效果。
4、辅助器具制造和发放技术：包括轮椅、助听器、假肢、矫形器等辅助器具的制造和发放技术，帮助患者改善生活质量和参与社会的能力。
5、康复训练与技术服务：针对不同类型脑卒中患者提供个性化的康复训练和服务，提高患者的康复效果和生活质量。
6、建设智能化、无障碍的环境：包括改造住宅、交通设施和公共场所，设置无障碍通道、升降梯、导盲线、盲道等，为脑卒中患者提供便利的出行和社交环境。
7、推广信息化技术：包括语音识别、语音合成、智能控制等技术，提高患者的信息获取能力和社交参与度。
脑萃中百万减残工程的广泛应用如下：
1、医疗领域：脑萃中百万减残工程可以应用于各种神经系统疾病和认知障碍的治疗，包括失忆症、帕金森病、脑血管疾病等。它可以通过脑电图、脑影像、神经刺激和认知训练等技术，改善患者的认知功能和生活质量。
2、教育领域：脑萃中百万减残工程可以为学生提供个性化的学习支持和认知训练，帮助他们克服学习障碍，提高学习能力和成绩。该工程还可以为教育者提供工具和资源来更好地理解和支持学生的认知发展。
3、职业康复和辅助技术：对于残障人士而言，脑萃中百万减残工程可以提供职业康复和辅助技术支持。通过认知训练、脑机接口技术和定制化的辅助工具，帮助他们融入职场，提高职业技能和独立生活能力。
4、健康管理和生活质量提升：脑萃中百万减残工程可以应用于健康管理和生活质量提升，促使人们更加关注认知健康和积极的生活方式。通过智能设备和应用程序，提供认知训练、脑健身活动和心理健康支持，帮助人们维持良好的认知状态和心理健康。
如何增加运动治疗新技术在训练中的应用
运动治疗新技术包括了很多方面，例如：虚拟现实、智能化、机器人等。虚拟现实技术可以帮助患者在安全的环境下进行训练，例如：在模拟的环境下进行平衡训练、步态训练等。智能化技术可以帮助患者进行更加精准的训练，例如：通过传感器监测患者的运动状态，从而调整训练强度和方向。机器人技术可以帮助患者进行更加复杂的训练，例如：通过机器人辅助患者进行肌力训练、关节功能训练等。这些新技术可以帮助患者更加有效地进行运动治疗，提高康复效果。但是，这些新技术也需要专业人员进行指导和监督，以确保患者的安全和康复效果。
CES 2019：三星外骨骼机器人Samsung GEMS 为复健、运动训练等生活应用而生
三星外骨骼机器人SamsungGEMS，是为了辅助下肢运动伤害或复健需求的人，一般使用方式电量可以维持一整天。针对以外骨骼形式穿戴使用的SamsungGEMS，三星强调此款产品与竞争对手设计用于搬运等工作辅助使用想法不同，最主要还是针对行动不便者、伤患复健，或是运动训练诉求打造，其中依照不同使用诉求更区分GEMS-H、GEMS-A、GEMS-K三种规格。
其中GEMS-H仅带动大腿以上肢体动作辅助，主要协助使用者从坐姿站起，或是坐下，另外也能在健身过程透过辅助指引使用者正确动作。而GEMS-A则是穿戴于脚踝部位，诉求避免走路不稳的老人意外摔倒，或是避免伤患开刀固定位置受伤等。
穿戴在下半身的GEMS-K则是提供更完整的下肢辅助，提供相比GEMS-H更进阶的辅助效果，但主要使用诉求依然不是针对搬运等工作设计，而是作为日常生活使用辅助，或是进行身体训练、复健等需求使用。
同时，实际使用也诉求容易穿脱，所有固定方式都是以魔鬼毡黏合，要脱下时仅需将魔鬼毡撕开即可，同时整体重量也不会让使用者产生额外负担。
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所有SamsungGEMS均以内建电池电量运作使用，一般而言大约可对应2小时左右的连续使用时间，但以每次作动仅以助力形式使用，而非持续出力的使用情况来看，若平均分散在各个使用需求的话，大致仍可对应一天左右的使用时间。至于本身设计并非采全防水规格，仅像一般家电产品采生活防泼水设计。
不过，三星目前并未计画针对人体上肢出力使用需求打造应用装置，其中因素在于目前SamsungGEMS主要诉求还是作为训练辅助为重心，但不是为了长时间替代使用者出力，结果导致使用者肌肉可能因为长时间使用不足而萎缩，加上上肢动作需求相对复杂，因此现阶段会先聚焦协助改善行动不便、运动训练、复健等需求，同时也会跟医院合作导入SamsungGEMS系列机种。