運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人課件

1、運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人肢體癱瘓肌肉痙攣肌肉無力關(guān)節(jié)/肌腱攣縮運(yùn)動控制障礙本體感覺障礙平衡功能障礙感知認(rèn)知障礙運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人認(rèn)知認(rèn)知運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練與適應(yīng)中樞與外周適應(yīng)-功能重塑運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人適應(yīng)：adaptation, conditioning, functioning適應(yīng)是人類運(yùn)動機(jī)能和技能獲得的結(jié)果適應(yīng)是生物體生存的條件：適者生存適應(yīng)是功能與環(huán)境的結(jié)合：天人合一適應(yīng)是訓(xùn)練與功能的結(jié)合：功能重塑適應(yīng)是康復(fù)的核心理論：改善/代償/替代運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動訓(xùn)練后產(chǎn)生的形態(tài)與功能調(diào)節(jié)，以符合新的運(yùn)動任務(wù)和環(huán)境作用。所有的運(yùn)動能力學(xué)習(xí)

2、和提高的過程都是運(yùn)動適應(yīng)的過程。運(yùn)動適應(yīng)是運(yùn)動訓(xùn)練長期效應(yīng)的基礎(chǔ)。運(yùn)動適應(yīng)是運(yùn)動器官、神經(jīng)器官、代謝器官綜合作用的結(jié)果。運(yùn)動適應(yīng)是康復(fù)治療的終極功能目標(biāo)。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人行動需要三個主要系統(tǒng)，即感覺、運(yùn)動和動機(jī)激發(fā)（邊緣）系統(tǒng)。動機(jī)激發(fā)系統(tǒng)的作用：在動作開始時提供有意識的動力；集成全部感覺輸入；在運(yùn)動表達(dá)中起作用。動機(jī)激發(fā)系統(tǒng)在控制自主神經(jīng)系統(tǒng)和軀體性感覺運(yùn)動系統(tǒng)中都發(fā)揮作用，通過下丘腦將感覺輸入到額葉、腦干、平滑肌和腺體，以控制骨骼肌活動。 運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人情感學(xué)習(xí)一旦被反復(fù)強(qiáng)化就很難忘卻與負(fù)性情緒反應(yīng)密切相關(guān)的運(yùn)動行為可能是一種非常難以忘記的行為。因

3、此，擁有中性情緒或成功以后正性強(qiáng)化感覺的運(yùn)動行為的重復(fù)訓(xùn)練在治療室內(nèi)至關(guān)重要。 運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人重復(fù)訓(xùn)練或患者渴望成功的任務(wù)（運(yùn)動或認(rèn)知）練習(xí)都將形成長時程記憶。重復(fù)訓(xùn)練及長時程記憶可以對患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生顯著療效，并使患者在離開醫(yī)院后仍保持長期的治療效果。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動控制理論與邊緣系統(tǒng)的研究成果在強(qiáng)化機(jī)制上是重疊的。讓患者在多種允許糾錯的環(huán)境背景中不斷進(jìn)行內(nèi)在反饋過程，將導(dǎo)致更多的記憶保留。如果沒有反復(fù)練習(xí)或缺乏學(xué)習(xí)欲望，運(yùn)動學(xué)習(xí)的成功機(jī)會將很小甚至不存在。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人目的：使患者對擬學(xué)習(xí)的技有深入的了解，更好地調(diào)整技能以適應(yīng)不同環(huán)境及要求的需求，并采用應(yīng)

4、答反饋來引導(dǎo)調(diào)整過程。價值：設(shè)計需求導(dǎo)向性的訓(xùn)練動作或程序，并激發(fā)患者有意識、有目的的學(xué)習(xí)欲望。關(guān)鍵：了解患者的特定目標(biāo)。只有在與那些有要求、有愿望并參與到康復(fù)結(jié)局設(shè)計的患者進(jìn)行溝通后才能獲得。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人由于邊緣系統(tǒng)與運(yùn)動系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，治療師對患者情緒狀態(tài)的感受可能是了解患者治療過程中運(yùn)動應(yīng)答的關(guān)鍵因素?；颊吒杏X安全就會放松，不會帶著強(qiáng)烈的情緒反應(yīng)參與學(xué)習(xí)。現(xiàn)在的醫(yī)療環(huán)境強(qiáng)調(diào)患者主動運(yùn)動及自行修正運(yùn)動程序，許多治療師認(rèn)為他們不需要也不應(yīng)當(dāng)主動與患者接觸。這是錯誤的！運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人治療師通過言語而非身體的接觸來糾正患者的運(yùn)動，是聽覺系統(tǒng)取代本體感覺系統(tǒng)的外部反饋過程。聲音與

5、身體接觸一樣，可以安撫患者并給予信心；但語言不能替代有力的接觸給身體及情緒帶來的信賴感和安全感。治療師及患者之間的緊密聯(lián)系和信任往往是通過接觸而不是語言交流產(chǎn)生的。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人治療師通過自己的行動贏得患者的信任。信任也來自于治療師承認(rèn)患者存在生活能力受限問題，并對日常生活活動有情緒和運(yùn)動方面產(chǎn)生影響。誠實(shí)和事實(shí)產(chǎn)生信任。如果治療師告訴患者不會對他造成傷害，但持續(xù)在無痛范圍之外活動關(guān)節(jié)，這種不誠實(shí)的行為就不能使患者產(chǎn)生信任感。當(dāng)患者用言語或軀體反應(yīng)顯示疼痛時應(yīng)立即停止康復(fù)動作就可以獲得患者的信任。需要反復(fù)強(qiáng)調(diào)盡量減少或避免疼痛。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人治療師除了要能體會患者的痛苦，還

6、應(yīng)當(dāng)采取各種治療技術(shù)盡可能地緩解疼痛。這些技術(shù)包括手法調(diào)整生物力線及關(guān)節(jié)活動，活動肌筋膜使纖維滑動，以及在運(yùn)動程序下進(jìn)行拉伸和壓迫等關(guān)節(jié)活動。一旦治療師獲得患者的信任，就能自如移動患者而不引起抵抗，不會使患者產(chǎn)生恐懼或自我保護(hù)的念頭。此時對患者進(jìn)行評估或干預(yù)更能始終如一地反映患者運(yùn)動受限或運(yùn)動障礙的情況。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人如果治療師對自己的治療技能產(chǎn)生懷疑，動作就會變形/走樣，對患者的傳入沖動就會發(fā)生改變，進(jìn)而改變患者的運(yùn)動輸出和期望的運(yùn)動應(yīng)答。與信任關(guān)系密切的概念是責(zé)任。醫(yī)務(wù)人員對自己的行為承擔(dān)責(zé)任是顯而易見的，并把責(zé)任作為職業(yè)角色的一部分來接受。承認(rèn)并允許患者有對自我運(yùn)動環(huán)境承擔(dān)責(zé)任

7、的權(quán)利也是建立成功的臨床環(huán)境及使患者具有獨(dú)立人格的關(guān)鍵因素。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人組織基礎(chǔ)：神經(jīng)干細(xì)胞遷移(Homing)生理基礎(chǔ)：千萬次重復(fù)的靶肌肉運(yùn)動瓶頸：無法重復(fù)千萬次的功能動作恐懼情緒對運(yùn)動控制的影響運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人反射性運(yùn)動：反射性運(yùn)動：運(yùn)動形式固定，反應(yīng)迅速，不受意識控制。主要在脊髓水平控制。中間神經(jīng)元在反射性運(yùn)動中可以有一定的調(diào)控作用。臨床常見的反射有保護(hù)反射和牽張反射。例如疼痛的撤退反射等。此類運(yùn)動的能量應(yīng)用效率最高。 運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人模式化運(yùn)動：模式化運(yùn)動：運(yùn)動形式固定、有節(jié)奏和連續(xù)性運(yùn)動、主觀意識控制運(yùn)動開始與結(jié)束運(yùn)動由中樞模式調(diào)控

8、器（central pattern generator，CPG）調(diào)控。除了CPG機(jī)制外，模式化運(yùn)動已知與錐體外系和小腦系統(tǒng)的機(jī)能相關(guān)，出現(xiàn)下意識的橫紋肌自動節(jié)律性收縮來“控制”。步行是典型的模式化運(yùn)動。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人中樞模式激動環(huán)路中樞模式激動環(huán)路Central Pattern Generation運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人隨意性運(yùn)動：隨意性運(yùn)動：整個運(yùn)動過程均受主觀意識控制，可以通過運(yùn)動學(xué)習(xí)過程不斷提高，并獲得運(yùn)動技巧。隨意運(yùn)動主要是錐體束的機(jī)能，由橫紋肌的收縮來完成。皮層的隨意運(yùn)動沖動受兩個神經(jīng)元體系控制：a.上運(yùn)動神經(jīng)元-皮層脊髓束和皮層腦干束；b.下運(yùn)動神經(jīng)元。 運(yùn)動功能重塑與

9、康復(fù)機(jī)器人兒童的運(yùn)動發(fā)育過程是沿著反射性運(yùn)動-模式化運(yùn)動-隨意運(yùn)動的順序發(fā)展。而上運(yùn)動神經(jīng)元綜合征的患者也是沿著類似的路徑恢復(fù)。高級運(yùn)動功能則是從隨意運(yùn)動開始，通過專項(xiàng)的訓(xùn)練向模式化運(yùn)動發(fā)展，最高境界是進(jìn)入某種“反射性”運(yùn)動的狀態(tài)。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人高水平運(yùn)動員基本功指特定的模式化運(yùn)動高水平鋼琴家的擊鍵次數(shù)可以高達(dá)10次/秒以上。這種涉及數(shù)十塊肌肉協(xié)調(diào)收縮的高速運(yùn)動已經(jīng)超過外周神經(jīng)向腦高級中樞傳遞的速度，因此只能以有控制的“反射性運(yùn)動”才能解釋。高水平的康復(fù)訓(xùn)練要促使患者從隨意運(yùn)動向新的模式化運(yùn)動發(fā)展，甚至向有控制的反射性運(yùn)動發(fā)展。 運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人Ericsson et al

10、1993運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動效率：反射、模式、隨意發(fā)育過程：反射、模式、隨意運(yùn)動技巧：隨意、模式、反射神經(jīng)功能重塑：反射、模式和隨意運(yùn)動螺旋式發(fā)展反射反射模式模式隨意隨意運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人Beginning of the climb運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人From here the pictures dont need any commentary. But if you suffer from vertigo I would advise you not to look down!運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人Grandpa not affected!運(yùn)動功能

11、重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人從20世紀(jì)末的萌芽，到21世紀(jì)初的迅猛發(fā)展，康復(fù)機(jī)器人已經(jīng)顯示了強(qiáng)大的生命力和價值。運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人拐杖控制的機(jī)器人控制外骨骼支架The exoskeleton con

12、sists of a robotic frame controlled through crutches. 拐杖裝有傳感器，右拐觸地啟動左腿邁步，反之相反The crutches contain sensors; putting forward the right crutch moves the left leg, and vise versa. eLEGS的電池可以驅(qū)動步行1天The eLEGS battery can enable a user to walk for one day before it needs to be recharged.運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人肢體智能反饋訓(xùn)練

13、系統(tǒng)肢體智能反饋訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人步行訓(xùn)練：LOKO-HELP; LOKOMAD; RHEO圓周運(yùn)動： MOTOMED踏步訓(xùn)練：運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人生物載荷生物載荷下進(jìn)行踏步運(yùn)動，強(qiáng)化刺激下肢下進(jìn)行踏步運(yùn)動，強(qiáng)化刺激下肢的的本體感覺本體感覺，能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的生長，有，能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的生長，有助于功能的恢復(fù)。助于功能的恢復(fù)。 運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人最強(qiáng)大的下肢/軀干本體感覺傳入反饋?zhàn)顝?qiáng)大的下肢/軀干運(yùn)動能力誘發(fā)刺激最強(qiáng)大的下肢/軀干骨質(zhì)疏松防治措施最安全有力的步行前期訓(xùn)練運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人010腰部后仰角度腰部后仰角度增加髖關(guān)節(jié)后伸活動增加髖關(guān)節(jié)后伸活動運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)器人步行時限制髖關(guān)節(jié)后伸將阻止步行Grillner & Debuc 1988運(yùn)動功能重塑與康復(fù)機(jī)