在社會老齡化、自然災害、各類事故等綜合影響下,由腦卒中、脊髓損傷、腦外傷等原因造成的殘障人口迅速增長。由此帶來的康復器具需求也不斷增加。然而,現(xiàn)有康復醫(yī)療資源非常緊缺,國內(nèi)普遍采用的康復治療方法存在人員消耗大、康復周期長、效果有限等問題??祻蜋C器人技術(shù)是解決傳統(tǒng)康復方法的有效途徑。
在經(jīng)過諸如外科手術(shù)等急性期的臨床處理后,癱瘓患者一般要進行長時間的康復訓練以恢復部分運動能力,重新回歸正常生活。傳統(tǒng)的腦卒中療法與運動學習理論的研究表明,通過強化運動控制和技能獲取鍛煉,腦卒中患者可得到部分功能恢復;通過重復性抗阻練習和各種各樣的任務(wù)與反饋練習,肌肉力量可得到增強。
傳統(tǒng)的康復治療手段通常依靠康復理療師手動帶動患者患肢進行被動康復訓練,訓練策略比較單一;同時,在訓練過程中,施加在患肢上的力度與患肢的訓練軌跡都難以保持良好的一致性;而且,這種康復手段需要理療師進行較強的體力勞動,因此患者通常難以得到足夠強度與頻次的康復訓練。
相對于傳統(tǒng)的人工康復訓練模式,康復機器人帶動患者進行康復運動訓練具有很多優(yōu)點:
?。?) 機器人更適合執(zhí)行長時間簡單重復的運動任務(wù),能夠保證康復訓練的強度、效果與精度,且具有良好的運動一致性;
(2)通??祻蜋C器人具備可編程能力,可針對患者的損傷程度和康復程度,提供不同強度和模式的個性化訓練,増強患者的主動參與意識;
?。?)康復機器人通常集成了多種傳感器, 并且具有強大的信息處理能力,可以有效監(jiān)測和記錄整個康復訓練過程中人體運動學與生理學等數(shù)據(jù),對患者的康復進度給予實時反饋,并可對患者的康復進展作出量化評價,為醫(yī)生改進康復治療方案提供依據(jù)。
先進的康復機器人可實現(xiàn)精確化、自動化和智能化的康復訓練,進一步提高康復醫(yī)療水平。但現(xiàn)有康復機器人在機構(gòu)設(shè)計、人機交互、訓練策略、實驗與評價等多個方面還存在不足,難以較好地滿足患者的康復需求。早期的康復機器人研究較多關(guān)注被動訓練模式,即,由機器人帶動患肢執(zhí)行定軌跡的運動。