统计显示,卒中后仅有15%的患者能够恢复约一半的手功能,只有3%的患者能够恢复其原有手功能的70%以上。探索有效的康复治疗方法、促进患者手功能的恢复,已成为康复领域的一大趋势。因此,将任务导向训练与新兴康复技术相结合,逐渐成为手功能康复中不可或缺的康复治疗技术。手功能康复机器人的出现,为卒中后手功能康复带来了新的思路。
本文将简要介绍智能软体手部康复机器人和脑机接口手功能机器人。
智能软体手部康复机器人
智能软体手功能康复机器人结合了机器人技术与神经科学,可提供被动、助力、阻力、双侧镜像和主动游戏等多种训练模式。它是一款全面覆盖从软瘫到康复各阶段的手功能康复机器人。在机器人辅助训练过程中,将双侧镜像治疗与运动想象相结合,实现了中枢干预与外周干预相结合的一体化治疗。
借助智能软体手部康复机器人,患者可通过视觉、听觉和触觉等多模态感觉刺激来激活大脑运动皮层,形成闭环康复训练,提高患者主动参与手功能康复训练的意愿,从而促进患者运动功能的恢复。同时,在双侧镜像治疗中,健侧手带动患侧手进行锻炼,可进一步改善大脑的神经可塑性。
脑机接口 手-功能 机器人
这些新方法的加入,使中枢—外周—中枢的闭环康复模式成为一项具有临床重要意义的康复理论。中枢干预可促进大脑相应功能脑区的激活,改善大脑神经可塑性。外周干预则持续强化感觉和运动控制模式对大脑中枢的正反馈。两种模式相结合,促进了卒中患者脑功能的重塑。脑机接口已成为实现闭环康复模式的最佳选择。
脑机接口训练会给予患者VR视觉与听觉双重刺激,使其对患侧手的动作进行运动想象,从而控制外骨骼康复机器人完成手部的抓握与张开动作。通过脑机接口训练,患者在脑中反复想象患侧手的抓握与张开动作,并借助外骨骼机器人辅助生成实际动作,实现运动意图与行为动作的高度匹配,更有利于大脑皮层的重塑。
目前,脑机接口手功能康复机器人已逐渐获得患者的认可。
下图展示了患者根据显示屏和语音提示完成手部抓握与张开的运动想象任务。每个动作有3次想象机会。在患者进行运动想象时,脑电(EEG)设备可通过采集器采集大脑运动皮层的特征性脑电信号。

如果患者能在3次内准确完成运动想象任务,脑电信号便会通过信号转换器完成信号提取与特征转换,进而控制外骨骼机械臂帮助患者完成相应的抓握或张开动作;如果在3次机会内无法准确完成运动想象,则无法触发脑电信号转换器来完成外骨骼机械臂的动作。系统会根据患者的表现对其完成度进行评分,这也提高了患者参与训练的积极性。
然而,目前临床上常用的手功能康复机器人仍存在一些问题,希望这些问题能在未来的研究中得到改善。