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  • 高科技:康复机器人可帮助中风患者恢复下肢力量

    时间:2018-04-11 15:58:42  来源:解放网  作者:谢

    “跑步机”拆去履带,就成了一台集合了人工智能与“互联网+”的康复机器人,在即将举行的第六届中国(上海)国际技术进出口交易会上,这款诞生于今年的iReGo智能机器人就将与大家见面。相比此前只能在医院见到的笨重又昂贵的理疗器械,iReGo能够灵活实现更多实用功能训练的同时,也兼具了趣味性和高性价比。记者了解到,今年5月iReGo就将在华山医院进行临床验证,未来有望在社区、家庭中进一步推广。

    而去年下半年开始“义诊”的智能肿瘤医生“沃森”如今已进入了第十人民医院肿瘤科的常规临床工作中。

    随着在医疗领域应用的逐步深入,人工智能也为人们的生活带来了巨大的改变,越来越多的患者能够享受到科技“大脑”进步中所产生的“红利”。

    功能:“玩游戏”进行康复训练

    在上海市智能制造与机器人重点实验室里,工作人员正在对即将亮相今年上交会的新一代康复机器人进行测试。从外形上看,这台智能机器人更像是一台被卸下了履带的跑步机,站在原本可以“跑步”的位置,显示屏、扶手、护栏一应俱全,绑上防护带,选择相应的“课程”进行训练,这便是研究团队于今年新推出的适合中风患者进行恢复训练的小型多自由度下肢康复机器人――“iReGo”。

    “往左、往左,再过去一点,好了好了到了。”区别于康复理疗过程中始终枯燥、乏味的训练模式,工作人员在进行测试的场景更像是在玩一款益智小游戏――屏幕中的方块、三角、五角星会通过骨盆细小的位置变化同时发生位移,直到刚好嵌入指定区域的空隙中,才算完成目标。而这台“跑步机”还自带了“闯关”模式,每完成一局游戏就获得一颗星星,集齐6颗便算完成了一组训练,“游戏的难度可以自由调节,要求高一些的话,位置嵌入的精度要求会很高。这就是康复机器人自带的游戏训练模块,在简单的游戏中控制前后力度和旋转角度,达到训练效果的同时,也能大大提高患者的参与度”。

    而这台康复机器人还有行走训练、轨迹训练、平衡测定等功能,可以满足患者对垂直体位、平衡站立、动态坐站、减重行走、助力抗阻、行走步态等等方面的训练要求,同时生成独立的数据报告,方便专业医师、研究人员进行参考。

    实验室负责人郭帅教授在接受记者采访时表示,相较目前的进口康复机器人单纯依靠牵拉减重来辅助训练的模式,这台拥有自主知识产权的国产机器人在牵引提拉的过程中依然能够保持各关节部位的正常活动,同时也解决了训练运动轨迹不自然、不科学的问题。

    优势:

    高科技含量+高性价比

    记者了解到,目前iReGo已经能实现骨盆在上下、左右、前后以及各方向上旋转这六个自由度范围内的运动,同时还能逐一拆分,方便患者根据自身需求,循序渐进地调节训练部位。“比如对失去行走能力的患者来说,最开始就要把六个方向全部‘锁死’,仅仅训练站立功能,随后根据训练效果一点点‘放开’,对不同部位进行相应方向、幅度的训练。”郭帅表示。

    与此同时,为了避免患者在训练过程中的二次伤害,iReGo的保护装置中也运用到了多项关键技术。例如在步行训练时,通过设置防跌倒限制范围,来调整患者重心在竖直方向上的可移动范围;并在“跑步机”前后两端设置感应器,以提供防撞保护。此外,iReGo还引入了一般只在传统工业机器人设计中运用的“意图判断”技术,通过采集力感器信号,根据患者意图进行移动,不需要外力作用便能实现“智能跟随”,“这就有点像最近很流行的‘无人驾驶’概念,不需要花力气推动,甚至不需要方向盘,系统能够自动感知到使用者的‘意念’,从而判断行进方向”。

    相比大型康复器械动辄两三百万元的“天价”,iReGo目前的售价预计定在10万元上下,除了今年上半年将陆续在沪上医院投入使用,“体型纤细”的iReGo更将走入社区,乃至家庭。与此同时,未来该智能机器人还将配套一款“云康复社区”的App,通过“互联网+”的模式,将病人和医师集中到一起,“医生可以通过训练效果的反馈及时进行指导,并调整运动‘处方’,VR等视觉功能也将逐步引入。”郭帅表示。

    用处:

    可提高大量患者生活质量

    《中国脑卒中防治报告2016》中显示,脑卒中在我国呈现出“高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率、高经济负担”五大特点,其发病人数持续呈现上升趋势。目前我国每年脑卒中新发病例超过200万,总共约有1100万脑卒中幸存者,其康复疗程对患者及家庭都带来了不小的负担。

    “下肢能否站立行走,对患者的影响十分明显,比如一个偏瘫、截瘫的病人,如果不能走,其活动空间是非常狭小的,而如果在家就能依靠机器人进行简单的行走训练,甚至在不需要家人的帮助下完成一些简单的日常动作,那整个家庭的生活质量都会有很大的提升。”华山医院康复科主任医师白玉龙表示,由于目前医疗条件的限制,卒中病人在公立三级医院康复科病房单次最多只能住3周左右,为了保证康复训练的连贯性,很多患者不得不反复辗转于多家医院。而小型、高性价比的康复机器人,无疑是患者的一大福音,“而且,即使在医院进行康复理疗,每个治疗师的手法都会稍有不同,但在机器人的系统里,每个患者都能拥有一个单独的账户,对个人此前的训练参数进行记录,可以确保诊疗的一致性和连续性”。

    此外,在康复科日常的工作中,患者的足下垂、足内翻的情况历来是个“老大难”,由于中风患者屈髋屈膝的能力明显降低,无法完成单脚腾空迈步的动作,不得不采取“脚尖画圈”的方式来延长运动轨迹,而在康复机器人的帮助下,并配合足踝矫正器及其他理疗手法,有望提前取得预期的治疗效果。

    [看看其他医疗机器人]

    智能肿瘤医生“沃森”将开门诊

    医疗人工智能应用正不断拓展。机器人医生“沃森”(Wat-son)首次在沪义诊曾经让许多癌症患者、家属甚至医务工作者振奋不已,时隔近半年,这位在医院里的“智慧担当”有什么新进展吗?

    上海市第十人民医院肿瘤科主任许青介绍,相比去年只在义诊中亮相,如今的“沃森”已然被纳入了常规的临床工作中去,在第十人民医院肿瘤科,每周四都会固定设立一场多学科会诊,“现在我们采用的,是‘人工智能+多学科联合诊治+病人’这样一种三位一体的新模式。在会诊中,医院病理、放疗、影像等等相关科室的医生能够‘强强联手’,将最新的治疗方案结合到我国患者特有的个体化中去,同时也实现了本土化的进步”。

    身材瘦小的患者,得到的诊疗方案参考自国外最近一名“大胖子”的病例,化疗所使用的剂量就要调低;“沃森”给出了马上开刀的建议,但主诊医生考虑到患者目前的营养支持还不够,手术日程就得延后一阵;甚至有推荐方案中使用的药物在国内无法买到的情况,就需要专业人士寻找最接近的替代品,“人工智能虽然可以让医生第一时间掌握到全球最前沿的诊疗方案、规范条例等等,但机器人毕竟还有些‘硬邦邦’,医生必须‘微调’,而病人的现场参与,也能够了解到诊疗方案的决策过程,从而起到‘定心丸’的作用。”许青表示。

    记者了解到,目前定于每周四的多学科会诊依然还被安排在第十人民医院沃森肿瘤智能联合会诊中心里,待运作成熟后,“沃森医生”将逐步向门诊转移。不久的将来,肿瘤患者可以在看门诊的过程中就享受到人工智能带来的便利和帮助。此外,同济大学癌症中心如今已全面开展了免疫治疗、细胞治疗、基因治疗等肿瘤治疗研究,考虑到庞大的数据需求量,沃森医生对基因组学的分析诊断系统也即将被引入。

    与此同时,沃森肿瘤智能联合会诊中心如今已启动了“远程会诊”的新模式,有需求的医院可以通过视频的方式对会诊全程进行观摩学习。

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