肢体恢复仪器设备发展状况和前景

王林+翟震

摘 要：据不完全统计，我国60岁以上的老年人已有2.2亿，占全国人口的16.1%，随老龄化过程中生理衰退、老年人的四肢的灵活性不断下降，同时各种疾病而引起的肢体运动性障碍的病人也在显著增加，随着人们对康复治疗的重视，整个社会对于肢体恢复治疗设备的需求日益增加。这就对恢复治疗仪器的功能提出更高的要求具有更广的适应性。

关键词：肢体运动；肢体康复；恢复仪

引言

21世纪的到来，生物工程技术、计算机科学技术等技术的不断地发展，为医学工程领域的医用设备带来高速发展的动力[1]。结合了最新的研究和发展成果，应用于康复治疗，满足社会对康复治疗的需求。康复治疗的设备从简单的支架到可以进行自动化的机器人和恢复仪。治疗的技术从局限逐步向全方面靠拢。其中，康复机器人占据相当大的比例，如各种假肢、矫形器及用于恢复四肢功能性障碍的康复辅助医疗设备，康复机器人占据相当大的比重，如各种假肢、矫形器及用于恢复四肢功能性障碍的康复辅助医疗设备[2-3]。这一大类设备的适用性广、通用性好，发展比较迅速，将会成为肢体恢复的主力军。目前肢体恢复设备分为个性化肢体辅助设备和通用恢复治疗设备这两大类目。

普遍性的肢体恢复治疗设备，主要以促进肢体功能恢复，在肢体健在的前提下，进行一定的刺激或者一定的训练运动，促进其神经组织再生长、激发机体再恢复能力，促进血液循环，加速新陈代谢，强化自身的重组和重建能力。唤醒麻痹的肌群，使神经传导功能加强并恢复兴奋性，强化肌肉的目标。进而明显改善神经功能与肢体运动功能。

1 训练类目的肢体恢复治疗设备

1.1 中风肢体康复仪器

该设备依据传统治疗中医理论进行机械化改进而来。陈青等[4]采用中医经络按摩加倒立强身治病的理论而设计的，集倒立、倒挂、悬吊、牵引等多种功能的康复训练器。通过程序化的调控牵引病人肢体进行被动活动，进行肢体恢复。

相同原理的运动康复器械还有训练床、平衡板、矫形器、助行器[5]、履带式步行器、电动摇摆机。电动按摩机等等。逐步成为病人和健康的人群通用的了。这也是这一方向的趋势。

1.2 多体位智能化肢体康复机器人

康复机器人能通过带动肢体进行重复性运动，能够对肢体重建运动控制，从而实现肢体机能的恢复，是一种全新的临床干预治疗手段[6-7]。多体位智能化下肢康复机器人根据康复医学理论和人机合作机器人原理[8]，在计算机模拟控制系统的控制下不仅可以对患者施加精确的运动干预，也记录患者的运动强度和频率[9-10]。美国密歇根大学研究的肢体康复机器人，实现肢体的阻抗控制训练[11]。国内

和技创机器人训练系统Flexbot 2013，可以通过模拟正常人行走的运动模式来对患者进行相应的肢体训练[12]。

2 刺激类目的肢体恢复治疗设备

2.1 神经肌肉电刺激肢体康复仪

人体系统与器官的正常生理活动均通过神经以电信号的传导进行信息传递以及调节控制，包括脉搏的跳动、肌肉的抽搐、内分泌的调节及脑部活动均与电信号密不可分。神经肌肉电刺激肢体康复器TENS的工作原理是施加一定频率的横流或者恒压电场对机体刺激，在人体肢体上产生生物电，来影响体内原有的电分布状态，使其肌肉神经产生电兴奋，从而达到刺激机体活性的效果。而具有消炎镇痛活血通畅等功效。因为低频直流电可对机体神经组织形成良性刺激而促使其再生[13]。

mA800型神经网络重建仪[14]、神经功能重建康复仪[15]以及EMG-

stim治疗仪都是将普通肌电生物反馈机制与神经肌肉电刺激相结合，它可以检测患者的肌电信号，当患者努力使瘫痪肌群自身的肌电信号达到特设阈值时，设备会自动输出一定强度电流刺激，促使肌群收缩，强化其想做而又难以完成的动作，输出电流引起的被动运动融于患者的主动运动之中。随着患者的自发肌电信号值不断升高，设备调高阈值逐步让患者脱离仪器，达到独立运动[16]。

类似仪器设备还有直流电离子导入治疗仪、低频电刺激治疗仪、中频电刺激治疗仪、高频电刺激治疗仪温热脉冲电流刺激治疗仪、差频电疗仪、电针灸治疗仪等等[17]。

2.2 超声波热疗仪

利用声波聚焦原理，聚焦后产生局部高温来刺激肢体肌肉和神经。活化穴位。是肢体肌肉温热，活化代谢，祛瘀活血。

2.3 激光治疗仪

激光治疗原理和超声治疗原理相近，激光的能量比较高，能量传递到肢体上使肢体产热。激活脉络，达到肢体恢复的目的[17]。

2.4 超声、激光、神经肌肉电刺激肢体康复仪

该设备结合了超声波、激光低频脉冲电流治疗的优点，对肢体神经进行多方面综合性的刺激，相比简单的神经肌肉电刺激具有更为显著的疗效[18]。该设备通过视频、音频等多媒体技术进行动作示范与指令下达，调动患者视觉与听觉，进行同步化训练运动、标准化的指引，强化运动疗效[19-20]。同时，通过指引患者完成相应运动训练，采集反馈其肌电信号輸入仪器，根据反馈情况由仪器根据患者肌肉功能状态并调整电刺激输出情况，进行时刻跟进治疗，达到最佳治疗效果，使疗效更为稳定、持久[3]。

2.5 药物热疗仪

一种中药熏蒸气自控治疗仪，将中药的有效成分通过蒸煮产生药液分子在外力的作用下进入患者皮肤内起到药物治疗、热疗以及压力按摩的多重效果，使肢体在放松的环境中进行药物理疗。内外同时进行治疗[17]。

2.6 多效经穴激活治疗仪

多效经穴激活治疗仪对患者拮抗肌和关键穴位的的刺激提高拮抗肌的肌力，通过对抗痉挛肌的异常张力可较好地改善肌肉的协调情况，以达到平衡状态、缓解肌肉紧张[21]。

3 发展及展望

随着社会对肢体康复仪器需求不断增加的同时对仪器的要求也不断地提高。既是一种机遇也是一种挑战。随着我国中医现代化的不断发展，从局部治疗到全身理疗的转变，超高性能的新材料应用，信息处理技术赶上了大数据时代。使得器械的机械本体技术会向着智能化、敏捷化、集成化、轻型化、微型化、舒适化、简单化、节能及普遍化的方向发展[2]。最大限度的改善患者肢体机能，减少设备在治疗时对机体的副作用，减少痛疼和创伤，在放松的条件下来接受治疗，在心里上配合恢复。

全反馈神经肌肉电刺激疗法需要得到进一步的发展，目前，对肌电信号的认识还不够明确，接受信号的能力还不足够灵敏。无法达到非常精確的定位，就不能说高效性。在未来必然会克服这些问题。结合中医理念把重点放在重要的穴位或者关键部位，减少不必要的痛疼和损伤。同时还要兼顾一体化治疗，全身统一配合治疗，实现从根本恢复患者肢体功能。

肢体恢复机器人会变得非常小，从在人体外工作转变成在人体内进行工作。直接进入人体进行神经的修复、血管的清淤、细胞的活化、坏死细胞的清除。进入微器械时代。让设备直接进入恢复治疗的第一线。针对性强，效果可控。

虚拟模拟肢体恢复器是利用计算机模拟人工环境代替现实世生活环境，以自然的、舒适的人机交互式方式给患者以真实感受，不会因为重复性锻炼而感到厌倦。也为患者从病态到健康态提供过渡环境。当然未来的虚拟模拟肢体恢复仪不会停滞于虚拟现实步行训练仪、虚拟现实健身车等。而是采纳这一理念，在健全的康复运动治疗数据库基础上，让专家、治疗环境、患者结合到一起。在一个虚拟模拟的环境，专家的治疗方案和数据库的信息进行结合，同时接受敏锐的信息反馈，第一时间进行方案的调整，强度的调节。迅速获得的最佳治疗条件。

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