李澳東 胡壯裕 高基 何里 黃國(guó)豪

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)康復(fù)評(píng)估系統(tǒng)功能單一、使用不便等問題，文中設(shè)計(jì)了一款腦卒中患者上肢康復(fù)訓(xùn)練評(píng)估系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠使用動(dòng)作捕捉設(shè)備采集患者上肢運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過算法分析，參照FMA定量表進(jìn)行對(duì)比，生成評(píng)估報(bào)告并向患者與醫(yī)師反饋，具有良好的社會(huì)效益與廣闊的市場(chǎng)前景。

關(guān)鍵詞：腦卒中;康復(fù)訓(xùn)練

1 作品簡(jiǎn)介

腦卒中患者上肢康復(fù)訓(xùn)練評(píng)估系統(tǒng)是一個(gè)對(duì)腦卒中患者進(jìn)行上肢康復(fù)訓(xùn)練效果及恢復(fù)效果進(jìn)行評(píng)估的系統(tǒng)。使用動(dòng)作捕捉設(shè)備采集患者上肢運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過算法分析，參照FMA定量表進(jìn)行對(duì)比，生成評(píng)估報(bào)告并向患者與醫(yī)師反饋。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本系統(tǒng)將患者的康復(fù)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行定級(jí)反饋與可視化輸出，既可以幫助患者在康復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)矯正患者的不規(guī)范動(dòng)作，也可以在結(jié)束時(shí)對(duì)訓(xùn)練過程進(jìn)行評(píng)估和建議，幫助患者實(shí)現(xiàn)康復(fù)效果的最大化，并同時(shí)向康復(fù)醫(yī)師和患者發(fā)送相關(guān)訓(xùn)練數(shù)據(jù)及評(píng)估結(jié)果，使得康復(fù)訓(xùn)練的制定不僅僅依靠康復(fù)醫(yī)師的主觀視覺判斷，也能讓患者更了解自身情況，在平常生活中注意自己的行動(dòng)進(jìn)行慢治療。本系統(tǒng)不同于搭載于康復(fù)機(jī)器人中的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，本系統(tǒng)在兼顧監(jiān)視訓(xùn)練過程的同時(shí)還能依據(jù)參數(shù)化的FMA評(píng)估量表、Brunnstrom六階段理論等評(píng)估量表進(jìn)行客觀訓(xùn)練效果、程度等的評(píng)估。

2 工作原理

康復(fù)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)流程如圖2所示。系統(tǒng)采集肢體運(yùn)動(dòng)信息，并在得到肢體運(yùn)動(dòng)的位置、速度、加速度等數(shù)據(jù)后，采用相應(yīng)算法進(jìn)行分析處理，主要以位置及四元數(shù)為主要分析處理對(duì)象，對(duì)肢體運(yùn)動(dòng)重現(xiàn)，使肢體運(yùn)動(dòng)顯現(xiàn)在屏幕上，同時(shí)使用速度及加速度對(duì)運(yùn)動(dòng)圖進(jìn)行輔助，建立運(yùn)動(dòng)誤差模型，減小顯示誤差。采用標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比、健患側(cè)對(duì)比、前后訓(xùn)練對(duì)比等方案，并結(jié)合brunstrom，F(xiàn)MA等國(guó)際常用的定量表進(jìn)行康復(fù)方案的評(píng)估。

評(píng)估結(jié)束后進(jìn)入業(yè)務(wù)流程，生成評(píng)估報(bào)告并分別發(fā)送給患者（患者家屬）及醫(yī)師。處于CBR階段的患者還可以在每次結(jié)束后將訓(xùn)練信息在醫(yī)院及社區(qū)同步，如圖3所示。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

本系統(tǒng)具有以下特色：

（1）采用可穿戴式動(dòng)作捕捉設(shè)備，脫離康復(fù)器械的約束，通過動(dòng)作捕捉設(shè)備可以使患者將訓(xùn)練過程中的一舉一動(dòng)記錄下來并轉(zhuǎn)化為人形可視線圖，如圖4所示。方便患者及醫(yī)師直觀清晰地了解當(dāng)前患者訓(xùn)練的情況，使系統(tǒng)和醫(yī)師能更好地為患者進(jìn)行康復(fù)評(píng)估及制定之后的康復(fù)治療方案。

（2）通過動(dòng)作數(shù)據(jù)的計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)角度等參數(shù)，為后續(xù)系統(tǒng)的康復(fù)評(píng)估進(jìn)行參數(shù)準(zhǔn)備。使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方式使各肢體間相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立，提高評(píng)估精準(zhǔn)度。

（3）將國(guó)際上常用的FMA，Brunstrom等用于康復(fù)評(píng)估的半定量表經(jīng)臨床試驗(yàn)進(jìn)行全定量表的標(biāo)準(zhǔn)制定，使評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)更適合于康復(fù)系統(tǒng)，同時(shí)也為制定個(gè)性化康復(fù)方案提供保障。半定量表見表1列，全定量表見表2所列。

（4）采用三種康復(fù)評(píng)估對(duì)比方案：標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，使用Brounstrom標(biāo)準(zhǔn)量表中的標(biāo)準(zhǔn)值，將患者的測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)患者功能能力;健患側(cè)對(duì)比，健側(cè)為健康的一側(cè)，患側(cè)為患病的一側(cè)，可將健側(cè)視為標(biāo)準(zhǔn)值，患側(cè)與健側(cè)的差異可視為功能缺失程度;前后訓(xùn)練對(duì)比，對(duì)患者訓(xùn)練前后結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而評(píng)估患者康復(fù)進(jìn)程及康復(fù)方案效果，為改進(jìn)康復(fù)方法提供依據(jù)。

4 市場(chǎng)前景

本產(chǎn)品為康復(fù)訓(xùn)練評(píng)估系統(tǒng)，需要跟康復(fù)訓(xùn)練輔助器械配合使用，因此康復(fù)器械的市場(chǎng)便是產(chǎn)品所在的市場(chǎng)。

（1）政策利好。醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)是衡量一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一，因此，世界各國(guó)普遍重視醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近些年，中國(guó)也相繼出臺(tái)規(guī)劃、指導(dǎo)措施等一系列扶持政策，促進(jìn)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展?！丁笆濉眹?guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》特別強(qiáng)調(diào)“十三五”時(shí)期將重點(diǎn)發(fā)展數(shù)字診療裝備、體外診斷產(chǎn)品、健康促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)、健康服務(wù)技術(shù)、養(yǎng)老助殘技術(shù)等?！丁敖】抵袊?guó)2030”規(guī)劃綱要》提出，未來15年，將深化醫(yī)療器械流通體制改革、強(qiáng)化醫(yī)療器械安全監(jiān)管、加強(qiáng)高端醫(yī)療器械創(chuàng)新能力建設(shè)、推進(jìn)醫(yī)療器械國(guó)產(chǎn)化。隨著政府對(duì)康復(fù)器械的大力支持，康復(fù)訓(xùn)練評(píng)估系統(tǒng)也會(huì)享受政府推動(dòng)康復(fù)器械發(fā)展的紅利。

（2）市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。醫(yī)療器械行業(yè)的下游是醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，醫(yī)療器械設(shè)備的需求受醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)投資的直接拉動(dòng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看則由我國(guó)居民對(duì)醫(yī)療服務(wù)的需求決定。從醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)投資方面看，受政策的推動(dòng)，民營(yíng)醫(yī)院和基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)量在未來幾年內(nèi)仍將快速增長(zhǎng)，衛(wèi)生部對(duì)各級(jí)各類醫(yī)院科室的設(shè)備配置規(guī)定將拉動(dòng)相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的需求，進(jìn)口替代和升級(jí)換代也為高端醫(yī)療器械產(chǎn)品留下廣闊的發(fā)展空間。從我國(guó)居民醫(yī)療服務(wù)需求方面看，人均可支配收入、醫(yī)療保險(xiǎn)的覆蓋率和報(bào)銷比例穩(wěn)步提高，大大增強(qiáng)了就醫(yī)人群的支付能力。我國(guó)人口結(jié)構(gòu)已逐步進(jìn)入老齡化，社會(huì)老齡化和居民保健意識(shí)的增強(qiáng)都使得醫(yī)療支出不斷提升，因此文中設(shè)計(jì)的康復(fù)訓(xùn)練評(píng)估系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)前景。