中風患者的康復助手

我國已經進入了老齡化社會，據統計，截至2017年末，我國60歲及以上老年人口已達2.41 億，佔總人口的17.8%，而這個比例還在不斷上升。而隨著人口老齡化進程的加速，我國心腦血管疾病危險因素流行趨勢明顯。

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其中，腦卒中，也就是俗稱「中風」的患者已超過1600萬人，每年新增病例約250萬，每年死於腦卒中的患者約為188萬，搶救回來的幸運患者也存在一定程度的後遺症。其中，絕大多數腦卒中倖存患者存在肢體運動功能障礙。比如，上下肢偏癱等等。

因此，對於中風患者的康復治療來說，肢體運動功能康復是非常重要，也是有效的康復方式。

但是，目前我國的康復醫師數量匱乏，難以滿足日益增長的患者康復需求。既然人手不夠，那我們是不是可以考慮讓機器人來擔負起康復的任務呢？

已經有科學家研製出了不同類型的康復機器人，而且相對於人類醫師來說，它們的優勢非常明顯。

第一，不怕累，它們可以提供全天候標準化任務導向性的運動訓練輔助服務；

第二，脾氣好，它們可以不知疲憊地提供標準化康復訓練服務；

第三，它們可以採集患者的運動、認知、言語等狀態數據，然後進行分析後能提供定量化的康復評估與趨勢分析，從而可以最大限度激發患者主動康復意願。

看完這幾條，你是不是想到了一個憨態可掬的形象？

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是的，就是《超能陸戰隊》中的大白。它就是一個可以提供醫療幫助的醫療機器人。不過，今天我們要介紹的康復機器人，並不是真正具有人形的「機器人」，而更多地像健身房裡的健身輔助器械，為患者提供被動、助動、抗阻、主動的康復訓練。

志願者在進行末端牽引式康復機器人產品的互動訓練體驗

這些康復機器人系統的運動機構是根據神經康復醫學理論，針對神經損傷患者肢體康復訓練需求精心設計的，同時還要考慮訓練的有效性與安全性。

康復機器人一般按照康復訓練部位大致分為上肢、下肢以及手部康復機器人。

上肢康復機器人主要是幫助患者訓練肩、肘關節並實現生活自理相關的運動功能，例如穿衣服、漱口與喝水等。下肢康復機器人主要幫助患者實現自主步行與動靜態平衡功能。而手部康復機器人主要訓練手腕與手指的多個關節。

由於手部運動形式複雜，精細化程度高，手部康復機器人是最為複雜以及最具技術挑戰性的康復機器人系統。

中風患者由於神經損傷使得其大腦無法正常控制肢體運動，如同一支軍隊，大腦好比其司令部，肢體就如部隊裡計程車兵，司令部被搗毀了，士兵們也就六神無主，亂成一鍋粥。患者要重新恢復大腦對於肢體的運動控制功能，也就是康復醫學上常講的「神經功能重塑」，必須在康復醫師的指導下進行大量重複的功能導向性的康復訓練逐步恢復，基本原理與小孩子從小學習自己拿杓子吃飯或者拿筆寫字類似，需要大量反覆訓練才能實現。

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康復機器人是醫學與工程學交叉融合的典型技術。其中，患者肢體運動意圖識別是實現精準神經功能重塑的關鍵。

我們的大腦是一台預測儀器。人體運動意圖的本質是降低預測誤差，比如駕駛過程是通過減少前方視點誤差操控方向盤。康復治療師可以體會患者運動能力、彌補患者肢體運動誤差，幫助其完成康復任務。

康復機器人的作用是模擬治療師，「體會」患者運動意圖、幫助其降低預測誤差，從而完成康復任務，最終達到激活神經元、重塑運動功能的目的。然而，完全感知患者運動意圖是極具挑戰的，因此實現患者與機器人之間精準的協調運動控制是亟待攻克的關鍵技術。

研發團隊根據鏡像康復的動作原理，將採集到的患者健側（正常一側肢體）運動數據，映射到幫助患側運動的機器人末端軌跡。因為健側運動數據包含患者真實運動意圖資訊，只需規範化康復任務，結合患側的機器人控制，就可以實現精準的「思行合一」，提升神經重塑的效果。

這項技術為「人在環路智能化康復技術」，是團隊神經康復機器人核心技術之一，未來可延伸到「混合增強智能」技術領域開展深入研究。相信在不久的將來，這項技術能真正走進更多中風患者的家中，實實在在地為更多的中風患者提供康復服務。