现代康复工程的发展概述

康复工程是现代工程技术与康复医学相结合的新兴交叉学科,本文分类介绍了康复工程的几个代表领域的研究内容和近年来的发展概况,对当前存在的需进一步研究解决的问题进行了初步探讨.

应用小面积体表电极对穴位进行功能电刺激实现五指屈曲的实验研究

为肢体瘫痪这一重大残障疾病的康复治疗探索一种生物医学工程技术.根据首次提出的针灸结合肌电桥治疗中风偏瘫的新思路,采用小面积体表电极,选取10名健康志愿者(5男5女),通过对每位志愿者上肢216组穴位组合进行功能电刺激,确定控制五指屈动作的佳刺激穴位组合.实验发现,5对实现五指屈曲的佳穴位组合,其电流阈值均小于10 mA,指屈动作完成率为100％,舒适率在90％以上,其他指屈无反应率在80％以上.相对于传统在肌肉上进行功能电刺激控制五指指屈的方法,对穴位进行功能电刺激,刺激电流小,动作纯净度更高,刺激位点定位更容易,为进一步开展偏瘫患者以自身健康五指动作带动瘫侧五指动作的临床试验打下基础.

功能电刺激腕关节运动的自适应控制技术研究

针对功能电刺激(FES)康复技术中肌肉的时变和高度非线性的特点,提出一种实时调整FES系统输出,实现康复患者自适应训练的方法.考虑到患者问和康复各阶段肌肉对电刺激响应能力的差异,利用神经网络良好的非线性逼近能力,采用神经网络辨识器辨识相关运动肌肉的FES模型,并在此基础上,利用神经网络控制器在线调节控制策略及刺激参数,提高FES系统的自适应能力.通过人体腕关节运动控制的FES实验,验证该方法具有较高的轨迹跟踪控制精度和较强的自适应能力.

康复工程研究的新进展

康复工程是现代科学技术与人体康复需求相结合的产物,其任务是研究与开发人体功能评估、诊断、恢复、代偿以及重残者护理所需的各种设施.一般说来,康复工程所涉及的是人体的外部功能,包括运动功能、视听功能、交流功能等,不涉及有关内脏的问题.随着科学技术进步和人类对康复要求的扩大,康复工程也在不断的发展.本文将从假肢技术、功能电刺激与神经康复、机器人技术在康复工程中的应用、盲人交流技术,以及与康复工程相关的领域5个方面介绍近几年的新进展.

021 具有100通道、可定标输出和双向射频遥测功能的CMOS型神经刺激专用集成电路

[英]SuaningGJ…//IEEE Trans BME.-2001,48(2).-248～260为了治疗视网膜色素沉着或黄斑退化等视网膜障碍,可以采用电刺激残存网膜组织的方法.作者开发了一种100通道的CMOS型神经刺激专用集成电路,完成了电路系统的设计、制作和试验.系统由外部发射器和可植人体内的刺激器二部分组成,通过射频遥测技术实现组织内外部数据信息和能量的传输,能在100个位点上对神经组织施加可外部编程的、电流恒定、电荷平衡的双相刺激.该集成电路具向换向遥测特性,因此可以通过非侵入方式获得有关仪器功能、刺激电压波形重建及阻抗测量的信息.为了补偿有关引起生理反应所必需的刺激阈值数据的不足,该电路具有可定标输出.该系统主要用于治疗视网膜退化性障碍,经100个通道对残存视网膜施加可变强度和周期的刺激,并具有错误处理的数据传输协议,足以保证患者的安全.可以认为,这一神经刺激专用集成电路系统同样能用于耳蜗修复术和功能电刺激等其他神经刺激领域.(华文摘)

脊髓损伤的康复治疗脊髓损伤患者站立时的功能电刺激改善缺血性运动功能减退

功能电刺激减重活动平板训练改善慢性不完全性脊髓损伤患者的步行能力

康复工程学的研究与发展

康复工程应包括康复工程学和康复工程产业两个方面.本文论述了康复工程内部以及与其他学科的关系,对本世纪后期,特别是近20年康复工程学中主要领域的研究与发展状况进行了综述,内容包括假肢技术、截瘫助行的原理与方法、功能电刺激、视听功能康复、环境控制系统与护理机器人、人体运动信息检测与临床应用6个方面,对当前存在的需进一步研究解决的问题进行了初步探讨.

针康法结合功能电刺激治疗脑卒中后足下垂62例

目的:观察针康法结合功能电刺激治疗脑卒中后足下垂的临床疗效.方法:62例患者采用针康法结合功能电刺激治疗,第4周和第8周后观察疗效.结果:治疗第8周后与治疗前患者的改良Ashworth量表、MMT肌力量表、ADL评分对比有统计学意义.结论:采用针康法结合功能电刺激治疗脑卒中后足下垂可以提高临床疗效,改善患者生存质量.

辅以功能电刺激的实时步态训练与反馈分析系统

该文研究设计了同步实现足下垂患者步态训练和康复评估的综合系统，以解决目前存在的足下垂治疗与步态分析分离的不足。系统采用多传感器采集各运动部位的参数，并设计了多重模式的功能性电刺激装置，引入了体域网技术协调传感器和刺激器的数据通讯及控制，同步实现步态实时分析与足下垂治疗。体域网应用了蓝牙4.0技术以降低系统功耗。系统实现了治疗与评估的同步，能够实时采集并分析训练时踝、膝、髋等部位运动参数，并同时对患病部位进行功能性电刺激治疗。

功能电刺激促进首次急性卒中患者下肢和行走功能的恢复

触发式功能电刺激结合序列组合训练对卒中足下垂患者步行能力的影响

目的：探讨触发式功能电刺激结合序列组合训练对脑卒中后足下垂患者步行能力的影响。方法选取40例脑卒中致足下垂的患者，分成实验组和对照组各20例。在常规药物治疗、康复治疗的基础上，对照组采用电刺激结合神经肌肉功能再训练肢体功能强化训练及步行训练；实验组采用特制触发式功能电刺激设备辅助步行治疗结合序列组合训练。比较两组治疗8周后 Berg平衡测试、“起立-走”计时、10 m大步行速度和2/6分钟步行能力。治疗每次60 min，每天2次，每周5天，共计8周。结果治疗8周后，实验组和对照组两组患者Berg平衡测试、“起立-走”计时、10 m大步行速度、2/6分钟步行能力均较治疗前明显提高（t分别=-11.09、-9.25；5.19、5.95；-7.94、-6.25；-9.11、-7.69，P均＜0.05）；实验组2/6分钟步行能力明显优于对照组，差异有统计学意义（t=3.66，P＜0.05）。结论触发式功能电刺激结合序列组合训练更有效改善卒中足下垂患者2/6分钟步行能力。

功能电刺激配合康复训练治疗中风后偏瘫临床观察

目的：探讨功能电刺激配合康复训练治疗中风后偏瘫的疗效。方法：将60例中风后肢体偏瘫患者随机分为治疗组（30例）和对照组（30例），两组均给予常规药物治疗，在此基础上，治疗组给予功能电刺激配合康复训练，对照组则单纯进行康复训练，观察两组患者临床疗效及治疗前后功能性步行分级（FAC）、改良Barthel指数（MBI）的变化情况。结果：治疗组总有效率、FAC、MBI均高于对照组（P<0.05）。结论：功能电刺激配合康复训练可明显提高和促进中风后偏瘫的恢复，提高患者生活质量，值得临床推广应用。

功能电刺激对脊髓损伤大鼠运动功能恢复和神经再生的影响

目的 探讨功能电刺激(FES)对大鼠脊髓损伤(SCi)后运动诱发电位(MEP)、神经胶质酸性蛋白(GFAP)表达、肌肉湿重的影响. 方法 选用成年雄性SD大鼠72只,按照随机数字表法分为3组:假手术组、FES组和模型组,每组24只.FES组和模型组大鼠采用NYU打击器制作T.脊髓完全损伤动物模型.FES组损伤后给予后肢大腿位置FES治疗,模型组电极安放后不予通电.假手术组只作椎板切除术,不进行脊髓的损伤.FES后7d、14d、28 d、56 d,运用诱发电位仪检测各组大鼠的MEP潜伏期、免疫组织化学染色检测GFAP的表达,干-湿重法检测后肢伸肌的湿重.结果 FES组14 d、28 d、56 d MEP潜伏期测出,较假手术组明显明显延长,差异有统计学意义(P＜0.05).28d、56d时FES组大鼠MEP潜伏期较模型组缩短,差异有统计学意义(P＜0.05).FES组28 d、56d时肌肉湿重比率较模型组明显增加,差异有统计学意义(P＜0.05).电刺激后28 d、56 d,FES组大鼠GFAP阳性细胞数较模型组大鼠明显减少,差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 FES在SCI的治疗中不仅能够抑制GFAP的表达,而且能缩短MEP潜伏期,抑制瘫痪肢体肌肉萎缩,促进运动功能恢复.

基于Hammerstein模型的腕关节功能电刺激控制技术研究

非线性系统的控制通常比较复杂,基于模型辨识的自适应控制方法可以有效地提高控制精度和稳定性.本文根据功能电刺激(FES)下腕关节运动的非线性和时变性特点,利用Hammerstein模型,实现了腕关节运动的FES建模及辨识.通过M序列和逆M序列激励信号,将FES腕关节运动模型分为线性时变和静态非线性两部分.考虑到静态非线性部分的特点,在运动控制过程中只需要根据线性时变特点确定相应的自适应调节策略,将一个复杂非线性问题简化为线性控制问题.对腕关节运动的FES仿真实验也验证了方法的有效性.

基于双轴角度传感器的足下垂功能电刺激系统

利用各种传感器构成的功能电刺激(FES)系统被广泛应用于纠正足下垂疾患中.然而目前的系统仅局限于行走过程的研究而忽略了日常生活中经常出现的如上下楼梯、蹲、坐、躺和卧等动作.本文首次将双轴角度传感器用于足下垂FES系统中.使用双轴角度传感器后不仅可以在正常行走时完成刺激,而且能识别日常蹲、坐、躺和卧等动作,在检测出这些动作时自动关闭刺激系统,同时还可以检测跌倒等危险动作.在本文设计的检测试验中,在正常行走、坐-站、上楼梯、下楼梯和蹲-站等日常动作中,检测成功率分别达到100％、81.9％、95.8％、99.0％和66.9％.

神经功能重建技术改善脑卒中患者功能障碍的疗效观察

目的观察神经功能重建技术对脑卒中患者功能障碍的疗效。方法选取60例脑卒中患者,按随机数表法将病例随机分成对照组和试验组,各30例,两组患者常规治疗按评定的短期康复目标进行,基本项目与流程完全相同,试验组应用神经功能重建技术治疗。一定的疗程后,躯体运动功能测量采用Fugl-Meyer表,医疗康复的残疾水平测量用功能独立检查表(FIM),分别就对照组、试验组进行评定分析。结果分组治疗前,对照组和试验组之间均无统计学差异(>0.05),经过一定的疗程应用WOND2000F多功能神经康复诊疗系统进行综合早期治疗后,试验组患者下肢运动功能和功能独立方面的评分都有很明显的提高(<0.05)。功能独立方面的运动分组得分平均提高18.08,严重运动障碍的患者比例从对照组的45.82%下降到试验组的28.53%,无一例出现运动功能和功能独立方面的减退。结论神经功能重建治疗技术,是一种高效的神经康复综合治疗技术,目的性强、功效性高、疗效保证,符合早期介入、患者参与、综合康复的现代康复基本原则,必将成为现代神经康复技术中杰出的代表之一,是一种值得推广的临床康复治疗技术。