伤愈机器人应用于头风病病者的治愈已化作主旋律,因为胳膊和手部功效苏醒相比困难和病除进程中轻易并发代偿

 竞速游戏     |      2020-04-20 15:32

据了解,我国是中风高发国家,且发病率逐年上升,每年新发病例250万人,中风已成为中国成年人残疾的首要原因。有数据显示,美国每45秒有一人发生中风,而中国的数字是11~12秒。中风发病率高、死亡率高、复发率高、致残率高、治疗花费高,中风后患者出现各种功能障碍,偏瘫在床、生活不能自理、吃喝拉撒都必须依靠家人照顾,给家庭和社会造成了极大的负担。

许涛认为,单纯用人力对中风患者进行一对一的康复训练效能低,患者依从性差,恢复效果也不理想。机器人的优势在于,针对患者具体病情,结合主被动康复训练模式、虚拟现实的游戏环境、痉挛自动监测及病情评估等功能,制定个性化的康复训练方案,有效解决不同患者多个阶段的康复治疗问题,弥补人工康复训练的不足。

智能手指功能测试训练台能带动患者手部以被动运动、被动运动+生物反馈、助动运动、主动运动、主动运动+记忆训练、主动运动+本体感觉训练、多种不同运动模式进行康复训练,患者在不同的康复阶段可以选择对应的康复模式,加快手部康复进程和大脑恢复速度。

据悉,上肢康复机器人的整体技术和眼动控制技术分别获得2017年与2018年瑞士日内瓦国际发明博览会金奖。目前该上肢机器人已在医院开展临床测试实验工作,预计在2019年进入临床应用阶段。

记者了解到,在该医院内部通过一系列的制度设计,诸如不同金额的资助方案,引导医生投身科研工作,并鼓励转化。在湖北省层面,通过整合资源,搭建医学科技创新平台,目前已初步实现相关领域内的科研集群效应。

上肢评估训练系统

7月12日,国家卫健委医疗技术能力与医疗质量水平提升新闻发布会在同济医院举行。康复机器人的亮相引领中风患者的康复医疗进入智能化时代。

而针对不同级别的医疗机构,李辉表示,省级医疗机构要以跟踪前沿、原始创新、集成创新为主,注重科技成果的培育和孵化,开发和推广应用新技术。市级医疗机构则以引进消化吸收再创新为主,注重科技成果的转化,引进、应用和推广新技术解决疑难问题。县级医疗机构引进消化吸收创新成果为主,注重适宜技术在基层的引进、推广和应用的职责分工。

虚拟现实技术(VR)

单纯用人力对中风患者进行一对一的康复训练,效能低,患者的依从性差,恢复效果也不理想,且我国康复治疗师人才紧缺,无法满足临床需求。随着科技的进步、经济的发展、康复观念的变化,康复机器人运用于中风患者的康复已成为趋势,英国已经将上肢康复机器人的运用纳入脑卒中临床诊疗指南。

在武汉协和医院骨科,记者体验了混合现实技术。MR通过读取病人的CT等数据,生成3D全息影像模型,戴上MR眼镜后一目了然。医生可将立体虚拟的病灶移动至手术视野,调整参数,与真实病灶相结合,为术中提供参考信息。

上肢康复机器人

发布会现场,同济医院院长王伟向现场来宾介绍到,医疗设备研发的最终目的是为临床、患者服务。康复医学科以病人需求为导向,瞄准中国人的高发病—中风。经过与机械学院医工、医理相结合,发挥跨学科优势,通过10年探索,研发出了肢体康复多功能机器人。

同济医院先后四次调整科研激励政策,从关注数量到强调质量,引导医生投身科研工作,鼓励转化。其中,资金支持为一大举措。

研究发现,经颅磁刺激可以提高患者的肌力、日常生活行为能力和运动功能,而且操作简单、无痛无创、无副作用、使用安全、不会造成交叉感染。

康复机器人的优势在于针对患者具体病情,帮助医生量化患者的功能,精准评估患者情况,结合主被动康复训练模式、虚拟现实的游戏环境、痉挛自动检测以及病情评估等功能,制定个性化的康复训练方案,有效解决不同患者多个阶段的康复治疗问题。甚至可以根据患者不同的兴趣爱好,设计训练项目,比如喜欢下棋的老年患者,可以通过下象棋锻炼手部精细功能,让患者的参与感更强,由被动康复变主动康复,提升患者的依从性,弥补人工康复训练的不足。

湖北省卫计委科教处副处长李辉告诉21世纪经济报道记者,针对卫生健康领域及生物医药产业创新主体间存在脱节、创新活力不足的特点,省卫生计生委目前正在协调东湖高新和光谷生物医药产业园,筹划搭建湖北省卫生健康领域科技成果转移转化公共服务平台。

通过屈指、平拉、提拉、拇指、手腕屈伸、前臂旋转、全指抓捏、侧捏、伸指、球状抓握、柱状抓握、尺偏、桡偏训练对患者进行全面、综合的手部功能性康复训练。

随着医疗技术水平的发展,目前中风患者的抢救成功率大大提高,随之而来的是患者及家属对中风后身体功能的恢复和生活质量的提高也有了更高的需求。30年前,中风患者的要求是“活下来”,患者借助步行架可以下地走路,就觉得很不错了。而现在,患者期望的不仅是“活下来”,还要活得有质量、有尊严,能够融入社会,因此对康复医疗的需求也就越来越高。

在同济医院放射科内,记者观察到,AI读一张肺部CT的结果只需要5秒,还能标识所有的病灶,给出诸如位置、直径、体积、结节类型等定量参数,并进行评分。最终还会形成一份诊断报告供医生参考,建议患者还应做哪些诊断等。

上肢康复机器人遵循上肢近端训练与远端、双端训练相结合,上肢粗大运动与精细运动相结合的理念,将游戏与上肢训练相结合,让科技和上肢训练接轨,在实际临床中有非常好的效果。

发布会现场展示的上肢康复机器人主要用于中风等心血管疾病诱发的运动神经功能损伤患者的康复医疗。“用眼动仪捕获和解析人眼凝视点空间位置,通俗的讲就是机器人能读懂中风患者的眼神。”康复医学科副教授许涛介绍到,中风患者发病早期,多数瘫痪在床,虽然部分患者思维清晰,但身体不能活动、说话困难,无法与家人交流。康复机器人可以通过眼动仪捕捉患者视力所及范围,读懂患者的想法,去实现患者想做的动作。机器人的人-机交互力技术可以识别患者的运动意图,检测到患者实际能力和理想能力之间的差距。比如,患者想拿水杯喝水,这个动作需要5成肌力,而患者自己只有3成肌力,机器人能通过交互技术助患者一臂之力,补充余下的2成肌力。

此外,搭建成果转换转化平台,筹划搭建湖北省卫生健康领域科技成果转移转化公共服务平台。2017年成立了5个省级“卫生与健康适宜技术培育基地”,积极推动卫生健康领域的技术转移。在科技成果转移转化方面,突出企业主体和医疗卫生机构主体,打造“医企研协同创新模式”。

在【康复中国万里行】公益团队的实地探访期间,我们发现了很多值得学习和交流的上肢康复技术、经验、器械和治疗方法。其中,目前运用最为广泛的上肢功能康复治疗方法有以下几种。

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近日,记者跟随国家卫生健康委员会来到湖北武汉调研时发现,康复机器人、AI、MR、3D打印等高科技技术,正被应用于临床,在提升医疗质量水平方面发挥着独特作用。

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据了解,混合现实技术的骨科临床应用研究是湖北省技术创新专项重大项目。2018年1月,武汉协和医院通过远程会诊系统指导新疆博州人民医院,成功实施了全球首例混合现实技术三地远程会诊手术。未来,MR技术或将为精准手术、远程医疗场景带来新的改变。

双侧上肢训练,顾名思义便是两侧上肢同时活动,从而产生一个同步化的趋势,有利于克服神经肌肉对复杂的运动控制系统的约束。

同时,强化优势学科,进行重点实验室评审,每次15个实验室入选,各资助150万元,目前已评审两次;提升公共科研平台的服务能力和水平,对医院公共科研平台,如实验医学研究中心、生物医学研究中心等加大投入,提升科研服务的能力和水平;起步相对较晚的学科,每个实验室资助30万元,目前已有10个实验室入选。

临床验证,患者在通过康复机器人做康复训练后,上肢的运动能力和日常生活能力均得以提高,而且疗效持久可达6个月以上。能够根据患者的训练状态来调整训练模式的康复机器人系统越来越被人们所需要。

在湖北省层面,明确加强基础研究、临床转化、循证评价、示范应用一体化布局。近年来支持医疗卫生机构同科研院所、高校、企业深度合作,目前已规划立项全省肿瘤、口腔、肝胆胰疾病等大数据库项目建设,为医学科技提供辅助创新平台。

日常生活作业智能训练系统

同济医院康复医学科主任医师许涛告诉记者,康复设备研发的最终目的是为临床、患者服务,这台机器人针对的就是中国人的高发病——中风。

国内外大量的研究表明,在日常康复训练过程中,运动想象疗法可以明显改善患者动作的准确度和运动指数,提高病人上肢运动功能和日常生活活动能力。

除了机器人,AI阅片的应用也大大提升了医疗服务效率。将AI阅片结果与初诊医生相互印证,并由上级医生进行审核,误诊漏诊率因此降低。对于基层的县市医院医生来讲,AI更能为其赋能。

三维上肢多关节训练与评估系统符合人体工学为使用者进行三维空间内大范围的运动降低了难度。且包含大量游戏式训练,内容涵盖所有上肢各个角度的运动以及手部的抓握和放松。所有练习都出现在一个虚拟现实训练环境中,既能激励使用者,又富挑战性。

制度设计铺路临床转化

强制性运动疗法根据每例病人的动作能力和日常生活能力情况来制定个体化的塑形训练计划,这些计划中执行的活动大多是日常生活中常用的动作,有时需将这些活动分成许多较小的技巧动作来完成,让病人重复练习,并逐渐增加复杂性,将技巧动作与生活实际相结合。

“熟练的医生看一张肺部CT需要5分钟,AI的速度是人类的几十倍。对于3毫米以内的小病灶,人肉眼很容易遗漏掉,AI却容易识别。”同济医院放射科主任夏黎明告诉记者。

运动想象疗法

以病人需求推动临床转化

智能上肢双侧功能训练系统

近年来,我国医学基础研究成果转化率不足10%,如何将医学科研成果转化为临床应用?

运动想象又分为视觉运动想象和动觉运动想象。在视觉想象过程中,被试者想象看到自己正在做某项要求完成的动作;在动觉运动想象过程中,被试者想象感觉到自己实际完成某一动作。

除了自身加大科研投入外,同济医院还争取国家、省部级等各个渠道的经费。王伟强调,临床工作本身就是“科学研究”。医院的科研平台、资金投入、人才引进都围绕临床科研,回归以病人为中心。医院的制度政策就是要帮助医生把科研和临床工作结合起来,使临床科研取得重大突破。

经颅磁是是一种利用脉冲磁场作用于中枢神经系统,再通过感应电流调节神经细胞的动作电位、从而影响神经电生理活动的磁刺激技术,是一种新型、无创、有效的康复治疗手段。

在同济医院内,工作人员向记者展示了上述康复机器人的使用方法,患者只需坐着,即可在机器人的帮助下进行上肢的康复训练。

康复评估训练系统

“华中科技大学的工科和医科都很强,我们也一直在倡导医工医理结合,做更多的医疗设备,为社会和群众服务。”同济医院院长王伟告诉记者。

其中包含的上肢运动控制训练、电生物反馈和关节活动度控制训练、捏力握力测量及运动控制训练、电子关节活动度评估、单轴双轴平衡测试训练的系统,为患者提供了集运动、物理等全方位的治疗方法。

2013年起,医院实施科研发展TOP战略。面向国际医学前沿和国家重大需求,遴选10个左右学科,每年每个学科资助300万-500万元,连续资助三年。还鼓励年轻医生,每年设立科研基金,拨款100万元资助30-40项研究,扶持青年科技人员开展科研活动。

机器人一直是高科技、智能化的代表。上肢康复机器人在康复领域也是高科技的代名词。随着社会的发展和科技的进步,上肢康复机器人也被应用于临床,其他康复治疗方法,逐渐成为一种安全、经济、便捷的上肢康复治疗手段。

参与上述机器人研发的华中科技大学机械科学与工程学院教授熊蔡华告诉记者,从2006年开始,他们就与同济医院建立了长期的合作关系,研究运动神经功能和障碍患者的康复治疗。

而且临床表明,镜像疗法在改善上下肢活动度、功能、感觉等方面有着良好效果。还可以与其他治疗方法相互配合,如运动想象疗法,对患者功能恢复有积极作用。

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大量临床数据表明,如果能够在训练过程中提供多种形式的信息反馈,充分发挥患者的主观能动性,并根据患者状态给予暗示或建议等,将会使康复效果得到很大提高。

在华中科技大学同济医学院附属同济医院内,记者看到了一款外骨骼康复机器人,它能帮助中风患者进行上肢康复训练。这款机器人已从原来零星的应用,开始转向临床上大规模的应用。科研成果向临床转化并非易事,这一技术的研发经过了整整10年的探索。

其中比较典型的一种是功能性电刺激,即利用一定强度的低频脉冲电流通过预先设定的程序来刺激一组或多组肌肉,诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动,以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。

而VR通过计算机精确记录用户信息,不断地对虚拟环境进行调整,再加上多种传感器的配合,实现视觉反馈与触觉反馈的结合,从而达到实时反馈、及时调整、人机交互的目的。

镜像疗法可以通过正常、无痛的途径,来改善患者运动的不协调性,其优点在于操作简单,节省人力物力。

临床验证,积极的功能锻炼加上电刺激能有效帮助患者功能恢复,是上肢康复治疗有效的方法,能很大的提高上肢康复训练效果。

经颅磁技术(TMS)

系统将专项训练、游戏训练、日常生活功能导向训练相融合,多角度提升患者的日常行为能力,提升关节活动度、协调性等,促进患者上肢的日常行为能力的提升。

神经肌肉电刺激

上肢康复工作站是专门为上肢进行评估、测量、增加肌力、以及关节活动范围的康复训练系统。通过趣味性强、贴近生活的训练可以帮助病人训练及强化手部肌肉力量、操控性,提升患者日常生活行为能力。

【康复中国万里行】公益团队历时6个月,实地探访15个省的近100家康复机构发现:因为上肢和手部功能恢复比较困难和康复过程中容易出现代偿,不管是临床还是日常生活的康复都不把上肢功能康复作为重点。

而且操作简单,患者的依从性也高,还能在患者治疗后期延伸到居家康复,方便家属辅助患者进行居家康复训练,真正做到让康复走进家庭。

上肢评估训练系统实现了人机的互动、交流,使康复训练充满趣味性,让患者愿意主动的进行康复训练,在改善患者上肢康复状况方面起到了积极的作用。

综合功能康复评定与运动控制训练

而且上肢康复机器人不但对患者有很大的益处,对康复行业也意义深远。患者可以通过上肢康复机器人进行自主的康复训练,能够做出高强度、有针对性和重复性的训练;对康复行业而言则能节省人力。

神经肌肉电刺激是普通肌电生物反馈与神经肌肉电刺激疗法的有机结合,具有单纯被动治疗方式不可比拟的作用。

上肢评估训练系统是通过计算机,采用国际上标准的测试来评定上肢及手的一套评估训练系统,集评估、训练、分析等功能于一体的康复训练系统。不但能进行评定,还能通过游戏、视频等来引导患者训练。

三维上肢多关节训练与评估系统

适用人群广泛,不论是软瘫期的病人、需要辅助的病人或是有主动运动能力的病人,只要病人的坐位平衡达到一级均可使用。这使得众多有康复需求的患者有机会接受规范的康复训练治疗。

特有的与患者互动的软件和手功能测试软件,让患者主动的想参与训练,并通过追踪病人手功能多方面的表现,对患者进行全面的评估和训练。

广泛应用于骨科、手外伤、老年病学科、康复科等临床科室,以及社区康复医院、康复养老机构、残联等需要进行手功能康复的患者。

其主要是通过限制病人健侧上肢的运动,强迫患侧上肢进行锻炼,为患侧上肢土工再塑训练和反复练习的机会,从而促进患侧上肢功能的恢复。

智能手指功能测试训练台

镜像疗法

运动想象疗法是近几年脑卒中康复的一种新兴康复方法。这一疗法是一个认知的处理过程,没有任何的运动输出,依靠想象某种运动动作和运动场景来刺激神经,从而促进受损神经的修复和重建,促进肢体功能障碍者的功能恢复。

临床证明,双侧同时进行相同的活动,患手代偿动作少,精确度高,患侧上肢功能恢复迅速且持久。而且双侧训练机制是双侧同名肌群同时进行的对称性运动, 激活大脑两侧半球相似的神经网络,在一定程度上刺激能患者神经,促进康复。

这种训练系统让训练者在模拟日常活动场景下进行训练。场景可随着训练者的训练需求进行切换,在有限的空间内完成常见的日常生活动作的训练项目,而且系统配套模拟仿真训练配件,能让训练者通过模拟日常生活训练提高各种生活能力。

镜像疗法是通过视觉控制和对患侧肢体的注意来代偿失去的视觉反馈和建立肢体间的联系。将镜子放置患者健康肢体一侧,使病人只能看到健康肢体的活动。通过健康肢体运动在镜子中的反射,让患者接受到视觉上的反馈。

双侧上肢训练

综合功能康复评估与运动控制训练集评估与训练于一体,通过对上肢和手部的各种训练和测试方法,特别是充满趣味性的情景互动游戏训练,在促进患者上肢功能恢复的同时,让患者产生对训练的兴趣,激发患者的主观能动性。

上肢康复机器人

VR设定的虚拟环境通过为患者提供特定任务的重复训练、塑造模拟用户需求的真实情景活动、安全可靠的治疗环境,从而帮助患者提高解决问题和执行任务的能力。

经颅磁刺激能安全、有效的促进卒中后偏瘫上肢病人的神经功能康复,且治疗效果不受发病时间和年龄影响。

上肢康复机器人的康复训练通过提供安全、定量、有效及重复的训练,让有功能障碍的肢体主动或者被动运动,刺激肢体功能的恢复;还能准确测量患者的运动量,为康复过程中的观察和评估提供依据。

虚拟现实技术即由计算机和多种传感器生成的不同真实事物的虚拟场景,例如走路、跑步、绘图等,使患者在三维视觉空间实现人机交互体验,产生视、听、触等感觉,以营造与真实的环境相同的印象。

而且在日常生活中,大多数的动作是由上肢发出并完成的。小到一个手部的抓握,大到摸摸头,都需要上肢和手部的参与。所以上肢功能康复必不可少。

这类上肢康复训练评估系统集评估与训练于一体,通过医生临床诊断、上肢专业评测系统为患者康复状况做全方位的剖析,再结合评估结果为患者制定阶段性的治疗方案。使上肢功能训练有了一个可参考的标准,真正达到了上肢作业治疗动作规范化的目的。

最新推出无线系统功能,提供了更广的运动自由度、更高的便捷性和易用性、精准评估和创新的训练等等,让患者能够更加方便快捷的接受康复治疗。

在训练过程中,可以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。

手工能训练桌

强制性运动疗法(CIMT)

可有上肢功能康复需求的患者却与日俱增,脑损伤、外伤、周围神经损伤等因素,不断在增加上肢功能障碍的人数。据了解,仅在脑卒中幸存的病人中,就有25%丧失劳动能力,15%严重残疾,且只有15%的患者手功能能够恢复到原来的50%左右,有3%的患者能恢复到原来的70%以上。

上肢康复治疗方法在随着科研和科技的发展不断的被发明和发现,相应的关于上肢康复的发明创造也层出不穷。在【万里行】实地走访中,我们发现了以下几种。

手功能训练桌是可以通过提升关节活动度、肌力与肌耐力,来改善手的灵活性、协调性和本体感觉的训练设备。

上肢双侧机器人采用双侧上肢悬吊减重方式,让患者在训练过程中与虚拟现实技术相结合,操作简捷,转移更加方便,占地面积小,节省空间,患者可以完成在3D空间内任意方向上的全方位单/双侧上肢协调性康复训练。

强制性运动疗法是近年针对脑卒中后上肢功能障碍的一种新型康复治疗方法,由美国 Aabama 大学神经科学研究人员通过动物实验而来,是研究治疗神经元损伤的训练方法。

还配备有专门的评估系统,针对患者不同的手指功能进行评估,如患者每个手指等长肌力评测、单个手指活动范围评测以及主动参与程度的评测等。

据了解,强制性运动疗法能明显提高有功能障碍的上肢运动功能,还可以促进脑卒中患者的大脑功能重组,在上肢康复方面有着重要地位。

上肢康复工作站