基于人工智能和临床诊断的上肢康复评估方法研究进展

脑卒中导致患者肢体运动功能障碍或缺失,严重影响了患者的生活质量。在上肢康复治疗中,医生需要对患者的上肢进行主观康复评估,但这种方法误差大、成本高。因此,人们将人工智能技术应用到医疗康复领域。本文总结了基于s EMG信号特征、运动轨迹误差特征、关节运动角度特征、关节角速度特征的客观评估方法,以及Brunnstrom等级评价法、上田敏评价法、Fugl-Meyer量表评价法、Wolf运动功能测试评价方法等主观评估方法。最后,本文认为现有的客观评估方法普遍受到训练资料过少、特征单一等因素影响。主观评估方法普遍受到评估时间过长、易受主观影响等因素影响。未来的客观评估算法还应在算法准确性、训练资料规模、多特征融合等方面继续改进。     

中药药熨配合早期肢体功能训练对中风偏瘫患者肢体康复的作用

目的：探讨中药药熨配合早期肢体功能训练对中风偏瘫患者肢体康复的效果。方法将238例中风偏瘫患者随机分为对照组、观察组,每组119例,对照组患者按脑病科常规治疗和偏瘫肢体早期康复治疗护理,观察组患者按脑病科常规治疗和偏瘫肢体早期康复治疗护理基础上采用每次康复训练前先进行中药药烫治疗再进行康复训练。6w后观察两组患者偏瘫肢体康复效果。结果对照组患者偏瘫肢体康复总有效率为69.7%,观察组为94.1%,两组比较<0.05,差异具有统计学意义。结论中药药熨配合早期肢体功能训练可有效促进中风患者偏瘫肢体功能恢复,值得临床推广应用。     

力量训练和功能训练偏瘫阴性患者上肢神经肌肉功能的恢复：个案特点

背景：偏瘫患者上肢功能康复目前许多治疗方法,但针对患者的病症,以独立功能能力为目标的任务导向性训练方法报道不多。 目的：探讨功能训练和力量训练对偏瘫阴性特征患者上肢动作能力恢复的疗效。 方法：对因脑蛛网膜下腔出血,做动脉瘤栓塞时血管壁沉淀物堵塞中动脉血管造成右偏瘫致上运动神经元损伤的偏瘫阴性患者进行训练前后的BrunstormⅤ级动作测试,同时进行录像和肌电图测试,通过录像发现运动障碍,找出中枢性瘫痪肌肉,对患者瘫痪肌的功能进行运动学分析,治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况。 结果与结论：通过150次的训练,使患者完全失用的右手能完成功能训练(吃香蕉动作)14次。说明功能训练和力量训练对偏瘫阴性特征患者上肢动作能力的康复效果显著。     

脑卒中患者上肢康复机器人及评价方法综述

利用机器人技术进行上肢康复训练是脑卒中患者进行康复治疗的重要手段之一。本文根据中枢神经系统具有高度的可塑性,分析了机器人辅助康复训练的理论依据。并且依据康复机器人的社会需求和研究意义,归纳总结了5种上肢康复机器人的研究进展和研究成果,其中包括上肢康复机器人、功能性电刺激辅助上肢康复机器人、基于虚拟现实技术的上肢康复机器人、基于sEMG的上肢康复训练机器人、基于BCI上肢康复训练机器人。为完善康复机器人的功能,实现对脑卒中患者上肢运动功能的量化评估,本文还分析了目前临床上常用的几种评价方法,即Brunnstrom等级评价法、Fugl?Meyer量表评价法、上田敏评价法和Bobath评价法。最后分析了上肢康复机器人在机械设计、控制策略和评价方法等方面的发展趋势。     

人体肩关节运动功能康复评估研究

目的针对上肢运动功能障碍患者康复治疗中,常规康复评价方法繁琐费时的问题,探讨人体肩关节运动功能康复评价的新方法。方法选取20名健康志愿者,利用上肢多关节复合运动训练系统(multi-joint system,MJS)进行上肢运动功能评价实验,并对肩关节运动功能评价参数进行统计。选取在临床进行康复治疗的20例偏瘫患者作为常规评价组,采用上肢Fugl-Meyer评分(Fugl-Meyerassessment,FMA)评定患者的上肢运动功能,并对上肢运动功能评分的参数数据进行统计分析。结果在健康人MJS运动功能评价实验中,经参数间的相关性分析,统计无显著意义(P005)。在多元逐步回归分析时,只引进了水平外展活动度,差异有统计学意义(P005)。在对偏瘫患者上肢运动功能的评估数据分析中,在多元逐步回归分析时,只引进了水平外展活动度,差异有统计学意义(P005)。结论肩关节外展活动度对肩关节运动评估等级划分和上肢FMA评分影响最大。     

具有主动与被动运动训练功能自动化运动治疗仪的研制

背景:研制自动化运动治疗设备是肢体功能障碍患者和家属的迫切要求,而国外同类产品价格相对昂贵。目前国内外尚无主动运动和被动运动结构合成一体,体现出两者作用相辅的运动治疗仪。目的:应用自行研制的电脑多功能运动治疗仪对脑卒中肢体偏瘫患者进行主动运动和被动运动训练,观察其训练效果。方法:将60例脑卒中肢体偏瘫患者按随机数字表法分为试验组和对照组,每组30例。两组患者均采用偏瘫肢体综合训练手法,如Bobath握手、桥式运动、翻身、PNF技术训练、坐位平衡和站立平衡功能训练等。试验组在偏瘫肢体综合训练基础上,采用自行研制的电脑多功能运动治疗仪训练偏瘫侧上下肢体。治疗30d后采用Brunnstrom方法评定2组患者运动功能的改善情况,以Barthel指数评定日常生活活动能力的改善情况。结果与结论:与治疗前相比,治疗30d后2组患者肢体运动功能和日常生活活动能力均有较明显改善,试验组总有效率明显高于对照组(P0.05)。提示采用自行研制的电脑多功能运动治疗仪对脑卒中后偏瘫患者进行运动训练有利于其偏瘫肢体运动功能的恢复,从而提高其生活质量;应根据患者具体病情制定个体化康复治疗方案,尽早应用于脑卒中偏瘫患者的康复治疗中。     

基于极限学习机的脑卒中上肢康复Brunnstrom远程智能评定系统

为了实现脑卒中后偏瘫康复患者上肢康复评定的远程化和智能化,需建立个体化和专业化的康复评定系统。本文首先利用康复训练传感器及数据接收软件采集患者训练时上肢的运动姿态数据,然后将其上传至服务器端的数据库,服务器端将使用基于极限学习机(ELM)和Brunnstrom分期标准的远程智能评定系统对数据进行智能评定。为了验证该系统的可靠性,征集了23位脑卒中后上肢运动功能处于不同恢复阶段的康复患者和4位上肢运动功能正常者做同一康复训练动作。实验结果显示,相比于康复医师使用Brunnstrom分期标准的评定结果,远程智能评定系统的分期准确率可以达到92.1%。本系统可以实现对脑卒中术后偏瘫康复患者上肢运动功能的智能评估,使患者在家中或者社区进行远程康复成为可能。     

意向性训练对脑卒中偏瘫患者康复治疗的影响

目的：探讨意向性训练对脑卒中偏瘫患者患侧肢体运动功能的恢复有促进作用。方法实验组采用常规康复治疗与意向性训练干预,而对照组仅以常规康复治疗。患者高级认知功能及听理解功能均正常,偏瘫侧的肢体均无随意运动,训练2个月,均采用肢体运动功能及ADL评价量表相互对照。结果两组患者在治疗前的一般资料无显著差异而治疗2个月后有显著差异。结论早期采用意向性训练对偏瘫患者的康复训练有促进作用,值得临床康复中应用。     

神经外科重症患者肢体功能康复实践

目的探讨神经外科重症患者肢体功能康复的时机及重要性。方法对48例神经外科重症患者入院后即用简式Fugl-Meyer运动量表进行运动功能评定,从入院第1天开始即设计良肢体位,生命体征相对稳定时进行患肢按摩和肢体的主、被动运动训练。结果患者经2个月的康复训练后,再次进行肢体运动功能评定,肢体运动功能有明显改善和提高。结论早期康复训练可使神经外科重症患者的肢体功能得到最大程度的恢复。     

脑卒中患者早期心理干预对肢体功能康复的影响

目的探讨心理干预对脑卒中患者肢体功能康复的影响。方法将我院在2007年6月-2011年12月份收治的260例患脑卒中且符合入选条件者随机分成心理干预组和对照组,在康复功能训练3个月后进行Fugl-Meyer运动功能评分、日常生活活动能力评分及汉密尔顿抑郁量表调查并评价前后变化。结果通过心理干预,心理干预组患者训练前后Fugl-Meyer运动功能评分、日常生活活动能力评分及汉密尔顿抑郁量表评分与对照组相比较,康复效果显著(t=-8.679,-6.938,-5.632;P<0.05)。结论心理干预可以显著改善脑卒中患者肢体功能恢复,提高康复治疗效果。     

基于交互力模糊识别的上肢康复机器人模式调整控制策略研究

在上肢康复机器人辅助训练过程中,对于软瘫期脑卒中患者通常采用被动训练策略。为了激发患者的主动康复意愿,对于逐渐具备主动发力能力的患者,康复治疗师会采用机器人助动训练策略。本文针对末端牵引式上肢康复机器人,提出一种基于交互力模糊判别的人体上肢运动功能评估方法以及按需辅助的人机交互控制策略。首先设计了基于计算力矩控制器的被动训练和结合势能场的助动训练模式,然后将训练过程中三维力传感器采集的交互力信息引入至模糊推理系统中,提出了主动参与度σ,并设计相应的辅助策略算法实现两种训练模式的自适应调整。最后通过试验证明了主动参与度σ与表面肌电信号之间的相关性。并且,相较于仅通过交互力大小进行模式调整的控制策略,该方法具有更快的响应速度,使机器人在训练过程中更具安全性。     

用于高位脊髓损伤患者的运动功能康复的多通道FES系统:多接头的上肢康复控制系统

本文论述了一种为肢体瘫痪患者上肢功能康复的多通道机能性电刺激(Function Electrical Stimulation—FES)系统。该系统由一台NEC—PC8801MKⅡ个人计算机、     

基于Simulink的上肢康复训练人机整体建模与分析

机器人康复训练是解决中风瘫痪患者康复训练需求的重要方法,康复机器人设定的训练参数对患者能力的适应程度是决定训练能否加快患者康复进程的重要因素。目前临床上的康复训练内容由康复医师对患者进行量表评估并结合自己的经验制定,这种经验式的训练方法在康复机器人训练过程中无法实现。为了探讨上肢康复机器人运动训练参数与患者运动能力之间的关系,本文建立了牵引式上肢康复机器人训练的Simulink人机整体模型,并将模型计算的人体肩关节、肘关节运动与实际动作下的肩关节、肘关节运动进行了对照。分析显示仿真结果与实验数据存在明显的相关性,从而证明了模型的准确性。进一步地,本文根据模型仿真结果拟合了人机接触端平面画圆半径与人体肩关节、肘关节主动运动自由度的线性函数关系,为临床上康复机器人制定训练目标提供了量化参考。     

训练轨迹对上肢肌肉协同的影响

目的通过分析康复机器人辅助训练过程中沿不同轨迹运动的上肢肌肉协同特性,探究运动轨迹对上肢肌肉骨骼特性的影响,为康复机器人训练轨迹优化设计提供基础实验数据与指导。方法首先在末端牵引式康复机器人系统中设计3种上肢运动训练轨迹(L1为直线,L2为弧线,L3为半圆),然后采集12名健康志愿者在沿3种训练轨迹上肢运动过程中的表面肌电信号,并使用非负矩阵分解算法进行肌肉协同特性的获取,对不同轨迹组间肌肉协同结构的相似系数、屈肌占比以及募集模式积分系数进行对比分析,探讨康复机器人不同训练轨迹对上肢肌肉骨骼特性的影响。结果同一训练轨迹中各志愿者的肌肉协同结构具有较高相似性(平均SI>0.81)。各轨迹组的肌肉协同结构中的屈肌占比随运动进程逐渐增加。各轨迹组的肌肉协同募集模式均具有时序特性,前期伸肌起主要作用,后期屈肌起主要作用,中期屈肌占比随轨迹曲率增加而增加。轨迹L1与L2、L2与L3协同结构非常相似(SI>0.90),而L1与L3协同结构较为相似(SI>0.75)。结论康复机器人辅助上肢的训练轨迹对上肢肌肉特性有一定影响,不同训练轨迹带来的肌肉协同结构较为相似,但是运动过程中屈肌群占比及协同贡献度会为了协调动作而发生变化。由此可推测不同训练轨迹对不同肌群的训练强度可能会有所不同。康复机器人训练轨迹设计需根据康复需求进行优化设计。     

早期康复护理对脑卒中患者肢体运动功能的影响

目的 探讨早期康复护理对脑卒中后运动功能恢复的影响.方法 96例脑卒中患者分治疗组48例和对照组48例.两组神经科药物治疗相同,治疗组采用康复治疗.肢体运动功能采用简式Fugl-Meyer(FMA)积分评定,分别于治疗前和治疗2月后评定.结果 治疗后,两组FMA评分均较治疗前有一定程度的改善.治疗后康复组改善程度优于对照组(上肢P<0.05,下肢P<0.01).结论 早期康复可提高脑卒中患者肢体运动功能.     

基于Kinect交互的上肢虚拟康复系统设计与研究

本文设计了基于虚拟现实技术,以Kinect为交互设备的上肢康复训练系统。本系统将严肃游戏、人机交互与康复训练有机结合为一体,针对不同患者的康复需求,系统建立了科学而丰富的通用动作库和游戏库,并预留扩展接口,既支持基于Virtools开发的满足患者个性化需求的游戏,同时也支持网上现有适合患者康复训练的Flash游戏。此外,本系统提出了基于Kinect的灵活动作交互模式和游戏控制方式,并提供对康复过程进行实时数据记录的功能,给出了对康复效果的主客观评价方法。根据对本系统的随机调查问卷,以及中风患者为期两周的康复训练,结果表明:本康复系统区别于传统康复方法,具有康复数据收集和分析能力,可以根据反馈数据进行阶段性康复方案制定,同时具有更强的趣味性以及低廉的训练成本,可有效提高患者训练的积极性,有助于患者的康复治疗。     

一种组合式远程康复训练机器人的研制:适用性及其安全性

背景:国内对康复机器人的研究起步比较晚,辅助型康复机器人的研究相对较多,而康复训练机器人的研究相对较少,医工跨学科的结合有待加强,国内的康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求。目的:针对国内康复专家少而患者较多这一问题,将遥操作机器人技术与康复医疗器械相结合,以期研制一种基于力反馈的组合式远程康复训练机器人系统。方法:充分考虑到患者的安全性,采用磁流变阻尼器加上直流电机的模式,设计了一种组合式机械臂,将遥操作机器人技术应用于肢体残障者的康复训练,使患者可以根据康复治疗师的远程设定进行康复锻炼,并将虚拟现实技术与康复训练相结合,把枯燥的康复训练变成轻松有趣的游戏。结果及结论:该系统的服务对象是上肢有运动障碍的患者,通过对机械臂的拆卸和组合,可给患者提供康复需要的不同训练模式和治疗方案;运用计算机网络技术可使患者根据康复医师的远程设定进行康复训练;身临其境的虚拟现实技术显著提高了康复训练的积极性与效果。实验结果表明,所研制的远程康复训练机器人系统具有良好的适用性和安全性。     

虚拟现实技术在卒中后偏瘫上肢康复中的应用及机制研究

文题释义：虚拟现实技术：指通过计算机创建虚拟环境，结合三维定位、传感器、计算机仿真、人工智能及高速运算等技术，使用户沉浸于计算机模拟出来的三维世界中，实现人机交互式操作。 卒中：是指脑血管因破裂或梗死导致相应脑区脑组织损伤，出现局部或全脑功能障碍的临床症状，持续24 h或死亡的急性脑血管疾病，包括缺血性和出血性卒中。背景：虚拟现实技术是近年来上肢运动功能康复的重要辅助手段，其在运动功能恢复中的可能机制已成为神经康复领域的研究热点之一。 目的：综述虚拟现实技术在卒中后偏瘫上肢运动功能康复中的运用现状及其可能的机制，并展望其未来的发展前景。 方法：在PubMed、Web of Science、万方数据库、CNKI中国期刊全文数据库检索2000年6月至2019年12月相关文献，英文检索词为“stroke；brain hemorrhage；brain infarction；virtual reality；upper limb；hand；motor function；rehabilitation；neurorehabilitation；mechanism”，中文检索词为“卒中；脑出血；脑梗；虚拟现实技术；上肢；手；运动功能；偏瘫；康复；神经康复；机制”。经过筛选后对102篇文献进行归纳总结。结果与结论：①虚拟现实技术作为传统康复治疗的辅助手段，可显著提高卒中后偏瘫上肢的运动功能，且在提高患者依从性、节约人力成本等方面有超越传统康复的优势，但暂无充足的临床证据证明单纯虚拟现实训练优于传统康复治疗，卒中各期患者接受单纯虚拟现实训练的治疗效果可能受不同因素的影响；②虚拟现实训练可能通过视觉反馈激活感觉运动中枢以及促进大脑皮质重组以实现运动功能的恢复，但目前的理论模型均不完善，需要进一步的研究来论证。 ORCID: 0000-0001-9111-6463(蔡丹娴) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

基于经颅电、磁刺激神经调控方法的卒中康复研究进展

肢体运动功能障碍作为卒中后的常见病症,急需有效的康复治疗手段以助其运动功能改善。近年来,诸如经颅电磁刺激等新型神经调控技术通过可逆性地调控神经系统活性,达到改善患者肢体运动功能障碍、增强康复效果的目的。本文在阐述经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)和重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)两种方法的作用机制基础上,对tDCS及rTMS分别在卒中后肢体运动功能康复中的神经可塑性机制、肢体运动功能康复刺激参数的研究、康复手段融合研究进行了回顾与总结,发现tDCS和rTMS均可促进患者大脑运动功能神经重组,与传统、现代技术治疗手段结合均可在运动功能康复方面发挥有效作用。而后归纳了影响二者临床应用的诸如刺激部位、tDCS最佳电流强度和rTMS最优频率等刺激参数设置不一致等问题。最后针对两种调控手段融合方式的探索性研究,展望了未来新型调控方法在临床的应用模式,为今后临床康复中面向肢体运动功能障碍的神经调控技术研究方法的设计、制定与优化提供新的技术思路。     

上肢康复机器人训练对脑卒中恢复期患者肺功能的影响

目的:研究上肢康复机器人训练对脑卒中恢复期患者肺功能的影响.方法:选取2018年10月至2020年10月我院收治的82例脑卒中恢复期患者作为研究对象.根据康复训练方式的不同分为参照组(41例)和实验组(41例).参照组采用常规作业疗法的康复训练40次,2个疗程;实验组采用上肢康复机器人康复训练20次,4周.通过用力肺活量(Fast vital capacity,FVC)、第1秒钟用力呼气容积(Forced expiratory volume in 1 second,FEV1)、最大呼出流量(Peak Expiratory Flow,PEF)和FEV1/FVC％判断患者肺功能;通过上肢功能评定法(Fugl-Meyer,FMA)和Rosenbek渗透-误吸分级标准分别判断上肢功能状态和误吸程度.比较两组患者肺功能、上肢功能状态和误吸程度.结果:治疗后两组肺功能均有改善(P<0.05),实验组改善最为明显(P<0.05);治疗后两组FMA评分均上升(P<0.05),实验组上升更为明显(P<0.05);治疗后两组吞咽误吸程度均下降(P<0.05),实验组下降更为明显(P<0.05).结论:使用上肢康复机器人对脑卒中恢复期患者进行训练,能够有效提升患者的肺功能,减轻吞咽误吸程度并恢复一定的上肢功能.