肢體恢復(fù)儀器設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r和前景

王林+翟震

摘 要：據(jù)不完全統(tǒng)計，我國60歲以上的老年人已有2.2億，占全國人口的16.1%，隨老齡化過程中生理衰退、老年人的四肢的靈活性不斷下降，同時各種疾病而引起的肢體運(yùn)動性障礙的病人也在顯著增加，隨著人們對康復(fù)治療的重視，整個社會對于肢體恢復(fù)治療設(shè)備的需求日益增加。這就對恢復(fù)治療儀器的功能提出更高的要求具有更廣的適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：肢體運(yùn)動；肢體康復(fù)；恢復(fù)儀

引言

21世紀(jì)的到來，生物工程技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)等技術(shù)的不斷地發(fā)展，為醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的醫(yī)用設(shè)備帶來高速發(fā)展的動力[1]。結(jié)合了最新的研究和發(fā)展成果，應(yīng)用于康復(fù)治療，滿足社會對康復(fù)治療的需求。康復(fù)治療的設(shè)備從簡單的支架到可以進(jìn)行自動化的機(jī)器人和恢復(fù)儀。治療的技術(shù)從局限逐步向全方面靠攏。其中，康復(fù)機(jī)器人占據(jù)相當(dāng)大的比例，如各種假肢、矯形器及用于恢復(fù)四肢功能性障礙的康復(fù)輔助醫(yī)療設(shè)備，康復(fù)機(jī)器人占據(jù)相當(dāng)大的比重，如各種假肢、矯形器及用于恢復(fù)四肢功能性障礙的康復(fù)輔助醫(yī)療設(shè)備[2-3]。這一大類設(shè)備的適用性廣、通用性好，發(fā)展比較迅速，將會成為肢體恢復(fù)的主力軍。目前肢體恢復(fù)設(shè)備分為個性化肢體輔助設(shè)備和通用恢復(fù)治療設(shè)備這兩大類目。

普遍性的肢體恢復(fù)治療設(shè)備，主要以促進(jìn)肢體功能恢復(fù)，在肢體健在的前提下，進(jìn)行一定的刺激或者一定的訓(xùn)練運(yùn)動，促進(jìn)其神經(jīng)組織再生長、激發(fā)機(jī)體再恢復(fù)能力，促進(jìn)血液循環(huán)，加速新陳代謝，強(qiáng)化自身的重組和重建能力。喚醒麻痹的肌群，使神經(jīng)傳導(dǎo)功能加強(qiáng)并恢復(fù)興奮性，強(qiáng)化肌肉的目標(biāo)。進(jìn)而明顯改善神經(jīng)功能與肢體運(yùn)動功能。

1 訓(xùn)練類目的肢體恢復(fù)治療設(shè)備

1.1 中風(fēng)肢體康復(fù)儀器

該設(shè)備依據(jù)傳統(tǒng)治療中醫(yī)理論進(jìn)行機(jī)械化改進(jìn)而來。陳青等[4]采用中醫(yī)經(jīng)絡(luò)按摩加倒立強(qiáng)身治病的理論而設(shè)計的，集倒立、倒掛、懸吊、牽引等多種功能的康復(fù)訓(xùn)練器。通過程序化的調(diào)控牽引病人肢體進(jìn)行被動活動，進(jìn)行肢體恢復(fù)。

相同原理的運(yùn)動康復(fù)器械還有訓(xùn)練床、平衡板、矯形器、助行器[5]、履帶式步行器、電動搖擺機(jī)。電動按摩機(jī)等等。逐步成為病人和健康的人群通用的了。這也是這一方向的趨勢。

1.2 多體位智能化肢體康復(fù)機(jī)器人

康復(fù)機(jī)器人能通過帶動肢體進(jìn)行重復(fù)性運(yùn)動，能夠?qū)χw重建運(yùn)動控制，從而實現(xiàn)肢體機(jī)能的恢復(fù)，是一種全新的臨床干預(yù)治療手段[6-7]。多體位智能化下肢康復(fù)機(jī)器人根據(jù)康復(fù)醫(yī)學(xué)理論和人機(jī)合作機(jī)器人原理[8]，在計算機(jī)模擬控制系統(tǒng)的控制下不僅可以對患者施加精確的運(yùn)動干預(yù)，也記錄患者的運(yùn)動強(qiáng)度和頻率[9-10]。美國密歇根大學(xué)研究的肢體康復(fù)機(jī)器人，實現(xiàn)肢體的阻抗控制訓(xùn)練[11]。國內(nèi)

和技創(chuàng)機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)Flexbot 2013，可以通過模擬正常人行走的運(yùn)動模式來對患者進(jìn)行相應(yīng)的肢體訓(xùn)練[12]。

2 刺激類目的肢體恢復(fù)治療設(shè)備

2.1 神經(jīng)肌肉電刺激肢體康復(fù)儀

人體系統(tǒng)與器官的正常生理活動均通過神經(jīng)以電信號的傳導(dǎo)進(jìn)行信息傳遞以及調(diào)節(jié)控制，包括脈搏的跳動、肌肉的抽搐、內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)及腦部活動均與電信號密不可分。神經(jīng)肌肉電刺激肢體康復(fù)器TENS的工作原理是施加一定頻率的橫流或者恒壓電場對機(jī)體刺激，在人體肢體上產(chǎn)生生物電，來影響體內(nèi)原有的電分布狀態(tài)，使其肌肉神經(jīng)產(chǎn)生電興奮，從而達(dá)到刺激機(jī)體活性的效果。而具有消炎鎮(zhèn)痛活血通暢等功效。因為低頻直流電可對機(jī)體神經(jīng)組織形成良性刺激而促使其再生[13]。

mA800型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建儀[14]、神經(jīng)功能重建康復(fù)儀[15]以及EMG-

stim治療儀都是將普通肌電生物反饋機(jī)制與神經(jīng)肌肉電刺激相結(jié)合，它可以檢測患者的肌電信號，當(dāng)患者努力使癱瘓肌群自身的肌電信號達(dá)到特設(shè)閾值時，設(shè)備會自動輸出一定強(qiáng)度電流刺激，促使肌群收縮，強(qiáng)化其想做而又難以完成的動作，輸出電流引起的被動運(yùn)動融于患者的主動運(yùn)動之中。隨著患者的自發(fā)肌電信號值不斷升高，設(shè)備調(diào)高閾值逐步讓患者脫離儀器，達(dá)到獨(dú)立運(yùn)動[16]。

類似儀器設(shè)備還有直流電離子導(dǎo)入治療儀、低頻電刺激治療儀、中頻電刺激治療儀、高頻電刺激治療儀溫?zé)崦}沖電流刺激治療儀、差頻電療儀、電針灸治療儀等等[17]。

2.2 超聲波熱療儀

利用聲波聚焦原理，聚焦后產(chǎn)生局部高溫來刺激肢體肌肉和神經(jīng)?；罨ㄎ弧Ｊ侵w肌肉溫?zé)?，活化代謝，祛瘀活血。

2.3 激光治療儀

激光治療原理和超聲治療原理相近，激光的能量比較高，能量傳遞到肢體上使肢體產(chǎn)熱。激活脈絡(luò)，達(dá)到肢體恢復(fù)的目的[17]。

2.4 超聲、激光、神經(jīng)肌肉電刺激肢體康復(fù)儀

該設(shè)備結(jié)合了超聲波、激光低頻脈沖電流治療的優(yōu)點(diǎn)，對肢體神經(jīng)進(jìn)行多方面綜合性的刺激，相比簡單的神經(jīng)肌肉電刺激具有更為顯著的療效[18]。該設(shè)備通過視頻、音頻等多媒體技術(shù)進(jìn)行動作示范與指令下達(dá)，調(diào)動患者視覺與聽覺，進(jìn)行同步化訓(xùn)練運(yùn)動、標(biāo)準(zhǔn)化的指引，強(qiáng)化運(yùn)動療效[19-20]。同時，通過指引患者完成相應(yīng)運(yùn)動訓(xùn)練，采集反饋其肌電信號輸入儀器，根據(jù)反饋情況由儀器根據(jù)患者肌肉功能狀態(tài)并調(diào)整電刺激輸出情況，進(jìn)行時刻跟進(jìn)治療，達(dá)到最佳治療效果，使療效更為穩(wěn)定、持久[3]。

2.5 藥物熱療儀

一種中藥熏蒸氣自控治療儀，將中藥的有效成分通過蒸煮產(chǎn)生藥液分子在外力的作用下進(jìn)入患者皮膚內(nèi)起到藥物治療、熱療以及壓力按摩的多重效果，使肢體在放松的環(huán)境中進(jìn)行藥物理療。內(nèi)外同時進(jìn)行治療[17]。

2.6 多效經(jīng)穴激活治療儀

多效經(jīng)穴激活治療儀對患者拮抗肌和關(guān)鍵穴位的的刺激提高拮抗肌的肌力，通過對抗痙攣肌的異常張力可較好地改善肌肉的協(xié)調(diào)情況，以達(dá)到平衡狀態(tài)、緩解肌肉緊張[21]。

3 發(fā)展及展望

隨著社會對肢體康復(fù)儀器需求不斷增加的同時對儀器的要求也不斷地提高。既是一種機(jī)遇也是一種挑戰(zhàn)。隨著我國中醫(yī)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，從局部治療到全身理療的轉(zhuǎn)變，超高性能的新材料應(yīng)用，信息處理技術(shù)趕上了大數(shù)據(jù)時代。使得器械的機(jī)械本體技術(shù)會向著智能化、敏捷化、集成化、輕型化、微型化、舒適化、簡單化、節(jié)能及普遍化的方向發(fā)展[2]。最大限度的改善患者肢體機(jī)能，減少設(shè)備在治療時對機(jī)體的副作用，減少痛疼和創(chuàng)傷，在放松的條件下來接受治療，在心里上配合恢復(fù)。

全反饋神經(jīng)肌肉電刺激療法需要得到進(jìn)一步的發(fā)展，目前，對肌電信號的認(rèn)識還不夠明確，接受信號的能力還不足夠靈敏。無法達(dá)到非常精確的定位，就不能說高效性。在未來必然會克服這些問題。結(jié)合中醫(yī)理念把重點(diǎn)放在重要的穴位或者關(guān)鍵部位，減少不必要的痛疼和損傷。同時還要兼顧一體化治療，全身統(tǒng)一配合治療，實現(xiàn)從根本恢復(fù)患者肢體功能。

肢體恢復(fù)機(jī)器人會變得非常小，從在人體外工作轉(zhuǎn)變成在人體內(nèi)進(jìn)行工作。直接進(jìn)入人體進(jìn)行神經(jīng)的修復(fù)、血管的清淤、細(xì)胞的活化、壞死細(xì)胞的清除。進(jìn)入微器械時代。讓設(shè)備直接進(jìn)入恢復(fù)治療的第一線。針對性強(qiáng)，效果可控。

虛擬模擬肢體恢復(fù)器是利用計算機(jī)模擬人工環(huán)境代替現(xiàn)實世生活環(huán)境，以自然的、舒適的人機(jī)交互式方式給患者以真實感受，不會因為重復(fù)性鍛煉而感到厭倦。也為患者從病態(tài)到健康態(tài)提供過渡環(huán)境。當(dāng)然未來的虛擬模擬肢體恢復(fù)儀不會停滯于虛擬現(xiàn)實步行訓(xùn)練儀、虛擬現(xiàn)實健身車等。而是采納這一理念，在健全的康復(fù)運(yùn)動治療數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，讓專家、治療環(huán)境、患者結(jié)合到一起。在一個虛擬模擬的環(huán)境，專家的治療方案和數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行結(jié)合，同時接受敏銳的信息反饋，第一時間進(jìn)行方案的調(diào)整，強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。迅速獲得的最佳治療條件。

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