新技術(shù)在康復(fù)工程中的應(yīng)用課件

新技術(shù)在康復(fù)工程學(xué)中的應(yīng)用新技術(shù)在康復(fù)工程學(xué)中的應(yīng)用1新技術(shù)在康復(fù)工程中的應(yīng)用課件2一種可編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。機(jī)器人系統(tǒng)具有類人的功能，還能完成各種動作。機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由機(jī)器人的機(jī)構(gòu)部分、傳感器組、控制部分及信息處理部分組成。一種可編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機(jī)；或是3屬于醫(yī)療機(jī)器人范疇。康復(fù)機(jī)器人是人-機(jī)-環(huán)境的和諧統(tǒng)一體,是康復(fù)工程與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，體現(xiàn)了康復(fù)醫(yī)學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的完美結(jié)合。涉及康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、計算機(jī)科學(xué)以及機(jī)器人學(xué)等諸多領(lǐng)域,屬于醫(yī)療機(jī)器人范疇?？祻?fù)機(jī)器人是人-機(jī)-環(huán)境的和諧統(tǒng)一體,4康復(fù)機(jī)器人是為了幫助病人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，或以機(jī)器人輔助病人的某些生理功能，照顧老人或殘疾人的日常生活，幫助處理醫(yī)院里的一些日常事務(wù)而設(shè)計的一類機(jī)器人。涉及機(jī)器人運動學(xué)、動力學(xué)、伺服控制技術(shù)外，還涉及到人體的運動機(jī)理和運動模型、人與機(jī)器人的協(xié)調(diào)運動控制、人機(jī)安全、特種機(jī)構(gòu)、人的運動狀態(tài)測量及康復(fù)評價方法等多項技術(shù)?？祻?fù)機(jī)器人是為了幫助病人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，或以機(jī)器人輔助病人的某5（一）定義從廣義上講，康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)包括醫(yī)院機(jī)器人系統(tǒng)、家庭日常生活護(hù)理機(jī)器人和智能輪椅等；從狹義上講，康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)是幫助殘疾人解決生活中困難的一種工具，它可以在家里或在工作場合使用，使殘疾人獲得更強(qiáng)的獨立生活能力，并相當(dāng)大的提高他們的生活質(zhì)量。（一）定義6新技術(shù)在康復(fù)工程中的應(yīng)用課件7康復(fù)機(jī)器人

結(jié)構(gòu)分類功能分類移動式機(jī)器人搭載式機(jī)器人

工作站式機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人輔助型康復(fù)機(jī)器人康復(fù)結(jié)構(gòu)分類功能分類移動式機(jī)器人搭載式機(jī)器人工作站式機(jī)81.Handy1康復(fù)機(jī)器人目前世界上最成功的一種低價的康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)。提供可以拆卸的滑動托盤,以實現(xiàn)相應(yīng)的功能。吃飯/喝水托盤洗臉/刮臉/刷牙托盤化妝托盤1.Handy1康復(fù)機(jī)器人92.機(jī)器人護(hù)士“Ri-Man”

日本的物理與化學(xué)研究所（RIKEN）研制高158厘米，重約100公斤，裝備了5個天線傳感器和19個傳動裝置.能和人一樣保持身體平衡并完成看護(hù)病人的任務(wù)。2.機(jī)器人護(hù)士“Ri-Man”103.護(hù)士助手“護(hù)士助手”是一個移動式護(hù)理機(jī)器人，由行走部分、行駛控制器及大量的傳感器組成，可以在醫(yī)院中自由行動，其速度為0.7米/秒左右。3.護(hù)士助手111.雙手協(xié)調(diào)訓(xùn)練裝置：手-物體-手（hand-object-hand）該裝置從人類日常生活中對雙手協(xié)調(diào)性工作的需要出發(fā)，利用健手帶動患手的主從方法，通過實現(xiàn)簡單的雙手移動和擠壓物體以達(dá)到訓(xùn)練雙手協(xié)調(diào)性的目的?？祻?fù)訓(xùn)練機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀1.雙手協(xié)調(diào)訓(xùn)練裝置：手-物體-手（hand-object-122.MIT-Manus康復(fù)機(jī)器人該機(jī)器人是一種30英寸高的機(jī)械臂，可以與計算機(jī)屏幕相連接。是由五連桿組成的平面兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。2.MIT-Manus康復(fù)機(jī)器人133.MIME（Mirror-ImageMotionEnabler）該系列機(jī)器人分為三代，第一代能夠完成兩個自由度的單關(guān)節(jié)運動，包括肘部屈/伸，前臂旋前/旋后的運動。第二代能夠?qū)崿F(xiàn)前臂的平面運動，第三代能夠?qū)崿F(xiàn)前臂的三維空間運動，可執(zhí)行被動運動和主動－輔助運動兩種訓(xùn)練形式。3.MIME（Mirror-ImageMotionEna144.ARMGuide（AssistedRehabilitationandMeasurementGuide）該設(shè)備具有三個自由度，通過手動調(diào)節(jié)其中兩個自由度Yaw和Pitch使患者完成不同直線軌跡的上肢及物(reach)運動訓(xùn)練。4.ARMGuide（AssistedRehabilit155.Lokomat下肢康復(fù)機(jī)器人下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人能夠使患者模擬正常人的步伐規(guī)律作康復(fù)訓(xùn)練運動，鍛煉下肢的肌肉，恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)對行走功能的控制能力，達(dá)到恢復(fù)走路功能的目的。5.Lokomat下肢康復(fù)機(jī)器人16第二節(jié)環(huán)境控制系統(tǒng)第二節(jié)環(huán)境控制系統(tǒng)17一、概述環(huán)境控制系統(tǒng)（environmentalcontrolsystemorunite，ECSorECU）是專為四肢癱或其他重度殘疾者設(shè)計的一種自動控制系統(tǒng)。系統(tǒng)可以幫助患者利用其尚存的活動能力，有效的控制病床周圍環(huán)境中的一些常用設(shè)施，并按照編好的程序完成特定的任務(wù)。環(huán)境控制系統(tǒng)是殘疾人與環(huán)境間的橋梁，可以幫助殘疾人不同程度地減少日常生活依賴程度、提高生活自理能力，在提高重度殘疾人的生活質(zhì)量方面有著積極意義。一、概述環(huán)境控制系統(tǒng)（environment18二、內(nèi)容（一）定義環(huán)境控制系統(tǒng)（environmentalcontrolsystemorunite,簡稱ECSorECU）是為四肢癱或其他重度殘疾者設(shè)計的、用以控制病床周圍環(huán)境中的一些常用設(shè)施，以減少在日常生活中的依賴程度的自動控制系統(tǒng)。二、內(nèi)容（一）定義19（二）系統(tǒng)的組成（二）系統(tǒng)的組成20三、臨床應(yīng)用（一）環(huán)境控制選擇三、臨床應(yīng)用（一）環(huán)境控制選擇21（二）典型環(huán)境控制系統(tǒng)介紹由吹吸指令管控制的生活環(huán)境系統(tǒng)（二）典型環(huán)境控制系統(tǒng)介紹22第三節(jié)功能性電刺激第三節(jié)功能性電刺激23功能性電刺激（functionalelectricalstimulation,FES）屬于神經(jīng)肌肉電刺激（neuromuscularelectricalstimulation,NES）的范疇，是利用一定強(qiáng)度的低頻脈沖電流，通過預(yù)先設(shè)定的程序來刺激一組或多組失去神經(jīng)控制的肌肉，使其收縮，誘發(fā)肌肉運動或模擬正常的自主運動，以替代或矯正器官及肢體已喪失的功能，達(dá)到改善或恢復(fù)被刺激肌肉或肌群功能的目的。一、概述功能性電刺激（functionalele24新技術(shù)在康復(fù)工程中的應(yīng)用課件25二、基本原理正常神經(jīng)肌肉組織產(chǎn)生動作的原理二、基本原理正常神經(jīng)肌肉組織產(chǎn)生動作的原理26功能性電刺激引起動作產(chǎn)生的原理功能性電刺激引起動作產(chǎn)生的原理27二、基本原理肌肉電刺激——廣泛應(yīng)用二、基本原理肌肉電刺激——廣泛應(yīng)用28肌肉刺激電極是傳遞控制信號的關(guān)鍵元件，一個完整的電極是保證整個系統(tǒng)工作的必要條件。臨床中，通常選用不銹鋼作為電極材料，如SS304,SS316和SS316LVM等型號的不銹鋼絲。二、基本原理肌肉刺激電極是傳遞控制信號的關(guān)鍵元件，一個完29FES中常有的Lily刺激波型A：幅度pw：脈寬d：延遲SP：刺激脈沖的周期，即刺激頻率的倒數(shù)FES中常有的Lily刺激波型30產(chǎn)生Lily刺激波型原理框圖I：脈沖波型發(fā)生器C：串聯(lián)電容R：人體-電極界面阻抗P：可控電子開關(guān)產(chǎn)生Lily刺激波型原理框圖31電刺激系統(tǒng)電刺激系統(tǒng)32三、物理特性三、物理特性33波升是指達(dá)到最大電流所需要的時間，波降是指從最大電流回落到斷電時所需的時間波升是指達(dá)到最大電流所需要的時間，波降是指從最大電流回落到斷34四、治療作用四、治療作用351.適應(yīng)證與禁忌證（1）適應(yīng)證：腦卒中、脊髓損傷、腦癱后的下肢、上肢運動功能障礙（進(jìn)行站立、步行功能訓(xùn)練、手功能訓(xùn)練）、馬尾或脊髓損傷后的排尿功能障礙等。（2）禁忌證：帶有心臟起搏器者禁用其他部位的神經(jīng)功能性電刺激。意識不清、肢體骨關(guān)節(jié)攣縮畸形、下運動神經(jīng)元受損、神經(jīng)應(yīng)激性不正常者。五、臨床應(yīng)用1.適應(yīng)證與禁忌證五、臨床應(yīng)用36五、臨床應(yīng)用五、臨床應(yīng)用372.上運動神經(jīng)元癱瘓（1）輔助站立和步行2.上運動神經(jīng)元癱瘓38（2）控制上肢運動（2）控制上肢運動393.呼吸功能障礙

膈肌起搏器。有體外式和植入式二種。主要用于腦血管意外、腦外傷、高位脊髓損傷所致的呼吸肌麻痹。3.呼吸功能障礙404.排尿功能障礙4.排尿功能障礙41（1）尿潴留：FES對尿潴留的治療都是采用植入式電極刺激逼尿肌，使其收縮，并達(dá)到一定的強(qiáng)度，克服尿道括約肌的壓力，使尿排出。

典型的刺激參數(shù)是頻率20Hz,脈沖寬度1ms。

電極植入的位置和刺激部位有幾種：

①直接刺激逼尿?。?/p>

②刺激脊髓排尿中樞；

③刺激單側(cè)骶神經(jīng)根；

④刺激骶神經(jīng)根的部分分支。（1）尿潴留：42（2）尿失禁：FES刺激尿道括約肌和盆底肌，增強(qiáng)其肌力。對男性患者可用體表電極或直腸電極；對女性患者可用陰道電極。

最早使用陰道電極是在1977年。刺激參數(shù)為頻率20Hz，波寬0.1～5ms，通斷比為8：15，波型為交變的單相方波或雙相方波。用陰道電極治療的有效率很高，Susset等（1995）報道成功率達(dá)62%；Smith(1996)報道對緊張性尿失禁的有效率為66%，對壓力性尿失禁的有效率為72%。（2）尿失禁：435.特發(fā)性脊柱側(cè)彎

用雙通道儀器，體表電極置于側(cè)彎的兩個曲線最高的脊椎旁，刺激髂肋肌、最長肌、棘肌。每晚睡覺后治療，達(dá)到每天8～10小時。電流強(qiáng)度以引起肌肉強(qiáng)收縮而又不引起疲勞為限。電流參數(shù)：推薦用RanchoLosAmigos醫(yī)院康復(fù)工程中心的標(biāo)準(zhǔn)。頻率25Hz,脈沖寬度0.2ms，通斷比6：6，上升時間1.5s，下降時間0.8s，強(qiáng)度60～80mA。連續(xù)治療6～42個月，或直到患者的骨骼成熟為止。療效與矯形器的效果一致。病人的年齡、彎曲的位置和程度、是否有并發(fā)癥，能影響療效。一般說彎曲度（Cobb角）在20°～40°之間的進(jìn)行性側(cè)彎，適合FES治療。5.特發(fā)性脊柱側(cè)彎446.肩關(guān)節(jié)半脫位

常見于腦血管意外、四肢癱、格林-巴利綜合征。是由于岡上肌、三角肌無力所致。可出現(xiàn)疼痛、上肢腫脹等癥狀。方法是用雙相方波刺激岡上肌和三角肌后部。6.肩關(guān)節(jié)半脫位45附：心臟起搏器附：心臟起搏器46第四節(jié)其他新技術(shù)的應(yīng)用第四節(jié)其他新技術(shù)的應(yīng)用47一、遠(yuǎn)程康復(fù)一、遠(yuǎn)程康復(fù)48遠(yuǎn)程康復(fù)系統(tǒng)遠(yuǎn)程康復(fù)系統(tǒng)49二、視覺與聽覺障礙的輔助技術(shù)（一）視覺障礙的輔助技術(shù)二、視覺與聽覺障礙的輔助技術(shù)（一）視覺障礙的輔助技術(shù)50盲文打印技術(shù)電子放大技術(shù)光學(xué)字符識別技術(shù)語音識別技術(shù)語音合成技術(shù)代表性技術(shù)盲文顯示技術(shù)生物識別技術(shù)視覺假體技術(shù)（一）視覺障礙的輔助技術(shù)盲文打印技術(shù)電子放大技術(shù)光學(xué)字符識別技術(shù)語音識別技術(shù)語音合成51（二）聽覺障礙的輔助技術(shù)－人工耳蝸目前全聾患者恢復(fù)聽覺的惟一有效的治療方法（二）聽覺障礙的輔助技術(shù)－人工耳蝸52（二）聽覺障礙的輔助技術(shù)－人工耳蝸人工耳蝸一般包括體內(nèi)的植入體，和體外的言語處理器、頭件三個部分。（二）聽覺障礙的輔助技術(shù)－人工耳蝸53（二）聽覺障礙的輔助技術(shù)－人工耳蝸

人工耳蝸的工作過程（二）聽覺障礙的輔助技術(shù)－人工耳蝸54（一）等速肌力測訓(xùn)系統(tǒng)包括：Cybex、Biodex、Lido、Kin-com及Ariel等多種儀器。可以進(jìn)行等速離心、等速向心、等長、等張等多種不同肌肉