康复训练辅助技术研究进展

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康复训练通过恢复肢体功能和重新学习日常生活技能，帮助患者恢复正常生活，是脑卒中或其他神经肌肉损伤疾病患者的必要治疗手段。多模态、智能化和信息化是康复辅助技术未来发展的主要趋势，研究人员一直致力于各类智能化和信息化的辅助技术在康复训练上的应用，推动康复功能评定技术、可穿戴技术、脑神经科学技术虚拟现实、多模态调控等技术研究在康复训练和治疗上的应用和发展。

年末，中国60周岁及以上人口为2.4亿人，预计年老年人口将达4亿，人口老龄化已成为中国乃至全球的一大趋势。与老龄化趋势相对应的是高居不下的脑卒中发病率，脑卒中已成中国第一位死亡原因，带来了巨大的经济和社会负担。脑卒中不仅发病率高，同样具有死亡率和致残率高的特点。脑卒中幸存者存在认知功能障碍，或出现偏瘫等运动功能障碍等行为缺陷，具有迫切的康复辅助训练需求。

康复是脑卒中致残患者通过恢复肢体功能和重新学习日常生活技能，帮助他们恢复正常生活的过程。目前，包含运动疗法在内的康复训练结合临床药物是治疗脑卒中患者的主要方式，其中特异性任务训练方法是运动康复训练的黄金标准。脑卒中早期是恢复的敏感期，此时锻炼可促进偏瘫肢体的康复，超出一定的时间则功能改善效果较差。患者通过尽早积极地参与运动训练，可诱导大脑神经可塑性，从而更好地实现康复的最终目标。因此康复训练是康复治疗中至关重要的一环，只有把及时且长期的康复治疗和科学的康复训练方式方法相结合，才能实现患者的有效康复。基于如此迫切的康复训练辅助需求，研究人员一直致力于各类智能化和信息化的辅助技术在康复训练上的应用，推动康复功能评定技术、可穿戴技术、脑神经科学技术、虚拟现实、多模态调控等技术研究在康复训练和治疗上的应用和发展。本文从这几方面综述了康复领域的研究进展。

01康复功能评定技术康复评定是脑卒中患者康复治疗的重要一环，实现对患者康复情况的准确量化评估，建立完善的定量评价体系，对患者的康复训练和治疗具有指导意义。目前，评定方法主要由主观评定和客观评定构成。以上肢和手功能评定为例，主观评定以量表的形式进行，主要包括以肌肉情况变化为主的评定（徒手肌力检查等）、以运动模式为主的评定（Brunnstrom分期量表、Fugl-Meyer量表等）、以上肢功能变化为主的评定（Wolf运动功能测试量表等）和以手功能为主的评定（DASH量表等）4大类。主观评定易于操作，其信度依赖于康复治疗师的经验，易受人为因素的影响。客观评定则利用神经脑功能成像、电生理、可穿戴技术等手段对患者进行康复评估，不受主观因素影响。将几种评价方法有效结合是目前康复评定技术的发展趋势。功能性核磁共振技术（functionalmagneticresonanceimaging，fMRI）是脑卒中康复研究中常用的成像技术，它通过实时测量血氧依赖水平（BOLD）信号来动态反映脑局部血流变化，具有很高的空间分辨率，但时间分辨率较低。它可以通过脑区激活情况判断肢体运动功能相对应的皮层定位，研究脑损伤以及恢复机制，评价康复训练效果，为康复治疗提供客观有效的指导依据。大脑皮层内的神经元持续不断的存在电活动，这些不同频率、幅值及波形的电活动称为脑电波。脑电图（electroencephalogram，EEG）记录了大脑神经活动产生的电场传导至头皮表面的电位分布，反应了大脑实时的电活动及脑功能状态。EEG是一项安全、无痛的检查方法，适用于任何年龄段的病人。其特性与fMRI相反，具有毫秒级的高时间分辨率特性但空间分辨率较低。目前该技术已经在临床诊断、检测，以及病理生理研究中获得了广泛应用。近红外光谱技术（functionalnear-infraredspectroscopy，fNIRS）是目前正快速发展的无损检测技术。与fMRI和EEG相比，fNIRS具有以下优势:（1）适中的时间和空间分辨率；（2）便携方便，价格较低，对被测试者限制较小；（3）可进行运动状态下的实时监测等。fNIRS可对大脑组织微循环中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化进行检测。大量研究表明，人体内自发性血氧波动信号产生了不同频率的振荡，其表征了人体内不同的生理信息。在0.~2Hz频率中，按照不同的频率段划分可对应心率活动、呼吸作用、肌源性活动、神经性活动等不同的生理来源。在不同频率段的基础上，分析神经血管耦合生理活动相关性的功能连接及揭示脑区之间耦合作用关系的效应连接，可对脑卒中患者的脑功能状况及康复情况进行有效评估。事件相关电位（event-relatedpotential，ERP）是脑部电生理技术的代表，它反映了认知过程中大脑神经电生理的改变，主要构成分外源性和内源性两部分。外源性包括脑干听觉诱发电位，受刺激信号物理特性影响较大；内源性成分与人的记忆、注意等认知过程密切相关，它可以展现大脑神经细胞活动在时间单位为毫秒的认知过程，常被用于检测认知功能状况，因此又被称为“认知电位”。自诞生至今50多年来，ERP被广泛用于脑功能研究，在心理学、生理学、认知神经科学等专业领域取得了巨大成就，具有很高的研究和应用价值。此外，经颅刺激中的运动诱发电位（motorevokedpotentials，MEP）也是一种典型的、常用的非侵入性的检查神经传导功能的电生理技术，它可以反映正常生理功能的损害程度和肢体运动系统的功能状况。有研究表明，脑卒中后的MEP电位的响应情况对预测未来数周及数月后患者的运动恢复状况具有重要意义。脑卒中患者在卒中后24h诱发出MEP，说明日后运动功能有一定的恢复；若患者在卒中后2周内不能诱发MEP，则预测运动功能恢复不理想。因此，MEP作为电生理技术检测方法具有高灵敏性、变化与病理相平行、早于体征变化发现等特点，是检测和预测脑卒中后运动功能恢复的重要指标。经颅刺激是临床常用的神经系统疾病治疗手段，神经可塑性被视为是经颅刺激治疗的作用机制，也是脑卒中后康复理论的基础。实现脑卒中后运动功能的恢复是基于大脑皮质的运动功能重组，所以在肢体康复治疗中，越来越多的研究人员

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