李澳東 胡壯裕 高基 何里 黃國豪

摘 要：針對傳統(tǒng)康復(fù)評估系統(tǒng)功能單一、使用不便等問題，文中設(shè)計了一款腦卒中患者上肢康復(fù)訓(xùn)練評估系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠使用動作捕捉設(shè)備采集患者上肢運動數(shù)據(jù)，通過算法分析，參照FMA定量表進行對比，生成評估報告并向患者與醫(yī)師反饋，具有良好的社會效益與廣闊的市場前景。

關(guān)鍵詞：腦卒中;康復(fù)訓(xùn)練

1 作品簡介

腦卒中患者上肢康復(fù)訓(xùn)練評估系統(tǒng)是一個對腦卒中患者進行上肢康復(fù)訓(xùn)練效果及恢復(fù)效果進行評估的系統(tǒng)。使用動作捕捉設(shè)備采集患者上肢運動數(shù)據(jù)，通過算法分析，參照FMA定量表進行對比，生成評估報告并向患者與醫(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)運動情況進行定級反饋與可視化輸出，既可以幫助患者在康復(fù)運動時矯正患者的不規(guī)范動作，也可以在結(jié)束時對訓(xùn)練過程進行評估和建議，幫助患者實現(xiàn)康復(fù)效果的最大化，并同時向康復(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進行慢治療。本系統(tǒng)不同于搭載于康復(fù)機器人中的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，本系統(tǒng)在兼顧監(jiān)視訓(xùn)練過程的同時還能依據(jù)參數(shù)化的FMA評估量表、Brunnstrom六階段理論等評估量表進行客觀訓(xùn)練效果、程度等的評估。

2 工作原理

康復(fù)評估系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)流程如圖2所示。系統(tǒng)采集肢體運動信息，并在得到肢體運動的位置、速度、加速度等數(shù)據(jù)后，采用相應(yīng)算法進行分析處理，主要以位置及四元數(shù)為主要分析處理對象，對肢體運動重現(xiàn)，使肢體運動顯現(xiàn)在屏幕上，同時使用速度及加速度對運動圖進行輔助，建立運動誤差模型，減小顯示誤差。采用標(biāo)準(zhǔn)值對比、健患側(cè)對比、前后訓(xùn)練對比等方案，并結(jié)合brunstrom，F(xiàn)MA等國際常用的定量表進行康復(fù)方案的評估。

評估結(jié)束后進入業(yè)務(wù)流程，生成評估報告并分別發(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

本系統(tǒng)具有以下特色：

（1）采用可穿戴式動作捕捉設(shè)備，脫離康復(fù)器械的約束，通過動作捕捉設(shè)備可以使患者將訓(xùn)練過程中的一舉一動記錄下來并轉(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行康復(fù)評估及制定之后的康復(fù)治療方案。

（2）通過動作數(shù)據(jù)的計算得到運動角度等參數(shù)，為后續(xù)系統(tǒng)的康復(fù)評估進行參數(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)又相互獨立，提高評估精準(zhǔn)度。

（3）將國際上常用的FMA，Brunstrom等用于康復(fù)評估的半定量表經(jīng)臨床試驗進行全定量表的標(biāo)準(zhǔn)制定，使評估標(biāo)準(zhǔn)更適合于康復(fù)系統(tǒng)，同時也為制定個性化康復(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)評估對比方案：標(biāo)準(zhǔn)值對比，使用Brounstrom標(biāo)準(zhǔn)量表中的標(biāo)準(zhǔn)值，將患者的測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)進行對比，評價患者功能能力;健患側(cè)對比，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)練對比，對患者訓(xùn)練前后結(jié)果進行對比，從而評估患者康復(fù)進程及康復(fù)方案效果，為改進康復(fù)方法提供依據(jù)。

4 市場前景

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

（1）政策利好。醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)是衡量一個國家科技進步和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一，因此，世界各國普遍重視醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近些年，中國也相繼出臺規(guī)劃、指導(dǎo)措施等一系列扶持政策，促進醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展?！丁笆濉眹铱萍紕?chuàng)新規(guī)劃》特別強調(diào)“十三五”時期將重點發(fā)展數(shù)字診療裝備、體外診斷產(chǎn)品、健康促進關(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?030”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、強化醫(yī)療器械安全監(jiān)管、加強高端醫(yī)療器械創(chuàng)新能力建設(shè)、推進醫(yī)療器械國產(chǎn)化。隨著政府對康復(fù)器械的大力支持，康復(fù)訓(xùn)練評估系統(tǒng)也會享受政府推動康復(fù)器械發(fā)展的紅利。

（2）市場需求持續(xù)增長。醫(yī)療器械行業(yè)的下游是醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)，醫(yī)療器械設(shè)備的需求受醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)投資的直接拉動，從長遠看則由我國居民對醫(yī)療服務(wù)的需求決定。從醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)投資方面看，受政策的推動，民營醫(yī)院和基層醫(yī)療機構(gòu)數(shù)量在未來幾年內(nèi)仍將快速增長，衛(wèi)生部對各級各類醫(yī)院科室的設(shè)備配置規(guī)定將拉動相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的需求，進口替代和升級換代也為高端醫(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)療保險的覆蓋率和報銷比例穩(wěn)步提高，大大增強了就醫(yī)人群的支付能力。我國人口結(jié)構(gòu)已逐步進入老齡化，社會老齡化和居民保健意識的增強都使得醫(yī)療支出不斷提升，因此文中設(shè)計的康復(fù)訓(xùn)練評估系統(tǒng)具有廣闊的市場前景。