運動功能重塑與康復機器人

1、肢體癱瘓肌肉痙攣肌肉無力關節(jié)/肌腱攣縮運動控制障礙本體感覺障礙平衡功能障礙感知認知障礙認知認知訓練與適應中樞與外周適應-功能重塑適應：adaptation, conditioning, functioning適應是人類運動機能和技能獲得的結果適應是生物體生存的條件：適者生存適應是功能與環(huán)境的結合：天人合一適應是訓練與功能的結合：功能重塑適應是康復的核心理論：改善/代償/替代運動訓練后產生的形態(tài)與功能調節(jié)，以符合新的運動任務和環(huán)境作用。所有的運動能力學習和提高的過程都是運動適應的過程。運動適應是運動訓練長期效應的基礎。運動適應是運動器官、神經器官、代謝器官綜合作用的結果。運動適應是康復治療的終極

2、功能目標。行動需要三個主要系統(tǒng)，即感覺、運動和動機激發(fā)（邊緣）系統(tǒng)。動機激發(fā)系統(tǒng)的作用：在動作開始時提供有意識的動力；集成全部感覺輸入；在運動表達中起作用。動機激發(fā)系統(tǒng)在控制自主神經系統(tǒng)和軀體性感覺運動系統(tǒng)中都發(fā)揮作用，通過下丘腦將感覺輸入到額葉、腦干、平滑肌和腺體，以控制骨骼肌活動。 情感學習一旦被反復強化就很難忘卻與負性情緒反應密切相關的運動行為可能是一種非常難以忘記的行為。因此，擁有中性情緒或成功以后正性強化感覺的運動行為的重復訓練在治療室內至關重要。 重復訓練或患者渴望成功的任務（運動或認知）練習都將形成長時程記憶。重復訓練及長時程記憶可以對患者的生活質量產生顯著療效，并使患者在離開醫(yī)

3、院后仍保持長期的治療效果。運動控制理論與邊緣系統(tǒng)的研究成果在強化機制上是重疊的。讓患者在多種允許糾錯的環(huán)境背景中不斷進行內在反饋過程，將導致更多的記憶保留。如果沒有反復練習或缺乏學習欲望，運動學習的成功機會將很小甚至不存在。目的：使患者對擬學習的技有深入的了解，更好地調整技能以適應不同環(huán)境及要求的需求，并采用應答反饋來引導調整過程。價值：設計需求導向性的訓練動作或程序，并激發(fā)患者有意識、有目的的學習欲望。關鍵：了解患者的特定目標。只有在與那些有要求、有愿望并參與到康復結局設計的患者進行溝通后才能獲得。由于邊緣系統(tǒng)與運動系統(tǒng)相關聯，治療師對患者情緒狀態(tài)的感受可能是了解患者治療過程中運動應答的關鍵

4、因素?；颊吒杏X安全就會放松，不會帶著強烈的情緒反應參與學習?，F在的醫(yī)療環(huán)境強調患者主動運動及自行修正運動程序，許多治療師認為他們不需要也不應當主動與患者接觸。這是錯誤的！治療師通過言語而非身體的接觸來糾正患者的運動，是聽覺系統(tǒng)取代本體感覺系統(tǒng)的外部反饋過程。聲音與身體接觸一樣，可以安撫患者并給予信心；但語言不能替代有力的接觸給身體及情緒帶來的信賴感和安全感。治療師及患者之間的緊密聯系和信任往往是通過接觸而不是語言交流產生的。治療師通過自己的行動贏得患者的信任。信任也來自于治療師承認患者存在生活能力受限問題，并對日常生活活動有情緒和運動方面產生影響。誠實和事實產生信任。如果治療師告訴患者不會對他

5、造成傷害，但持續(xù)在無痛范圍之外活動關節(jié)，這種不誠實的行為就不能使患者產生信任感。當患者用言語或軀體反應顯示疼痛時應立即停止康復動作就可以獲得患者的信任。需要反復強調盡量減少或避免疼痛。治療師除了要能體會患者的痛苦，還應當采取各種治療技術盡可能地緩解疼痛。這些技術包括手法調整生物力線及關節(jié)活動，活動肌筋膜使纖維滑動，以及在運動程序下進行拉伸和壓迫等關節(jié)活動。一旦治療師獲得患者的信任，就能自如移動患者而不引起抵抗，不會使患者產生恐懼或自我保護的念頭。此時對患者進行評估或干預更能始終如一地反映患者運動受限或運動障礙的情況。如果治療師對自己的治療技能產生懷疑，動作就會變形/走樣，對患者的傳入沖動就會發(fā)

6、生改變，進而改變患者的運動輸出和期望的運動應答。與信任關系密切的概念是責任。醫(yī)務人員對自己的行為承擔責任是顯而易見的，并把責任作為職業(yè)角色的一部分來接受。承認并允許患者有對自我運動環(huán)境承擔責任的權利也是建立成功的臨床環(huán)境及使患者具有獨立人格的關鍵因素。組織基礎：神經干細胞遷移(homing)生理基礎：千萬次重復的靶肌肉運動瓶頸：無法重復千萬次的功能動作恐懼情緒對運動控制的影響反射性運動：反射性運動：運動形式固定，反應迅速，不受意識控制。主要在脊髓水平控制。中間神經元在反射性運動中可以有一定的調控作用。臨床常見的反射有保護反射和牽張反射。例如疼痛的撤退反射等。此類運動的能量應用效率最高。 模式化

7、運動：模式化運動：運動形式固定、有節(jié)奏和連續(xù)性運動、主觀意識控制運動開始與結束運動由中樞模式調控器（central pattern generator，cpg）調控。除了cpg機制外，模式化運動已知與錐體外系和小腦系統(tǒng)的機能相關，出現下意識的橫紋肌自動節(jié)律性收縮來“控制”。步行是典型的模式化運動。中樞模式激動環(huán)路中樞模式激動環(huán)路central pattern generation隨意性運動：隨意性運動：整個運動過程均受主觀意識控制，可以通過運動學習過程不斷提高，并獲得運動技巧。隨意運動主要是錐體束的機能，由橫紋肌的收縮來完成。皮層的隨意運動沖動受兩個神經元體系控制：a.上運動神經元-皮層脊髓束

8、和皮層腦干束；b.下運動神經元。 兒童的運動發(fā)育過程是沿著反射性運動-模式化運動-隨意運動的順序發(fā)展。而上運動神經元綜合征的患者也是沿著類似的路徑恢復。高級運動功能則是從隨意運動開始，通過專項的訓練向模式化運動發(fā)展，最高境界是進入某種“反射性”運動的狀態(tài)。高水平運動員基本功指特定的模式化運動高水平鋼琴家的擊鍵次數可以高達10次/秒以上。這種涉及數十塊肌肉協調收縮的高速運動已經超過外周神經向腦高級中樞傳遞的速度，因此只能以有控制的“反射性運動”才能解釋。高水平的康復訓練要促使患者從隨意運動向新的模式化運動發(fā)展，甚至向有控制的反射性運動發(fā)展。 ericsson et al 1993運動效率：反射、

9、模式、隨意發(fā)育過程：反射、模式、隨意運動技巧：隨意、模式、反射神經功能重塑：反射、模式和隨意運動螺旋式發(fā)展反射反射模式模式隨意隨意beginning of the climbfrom here the pictures dont need any commentary. but if you suffer from vertigo i would advise you not to look down!grandpa not affected!從20世紀末的萌芽，到21世紀初的迅猛發(fā)展，康復機器人已經顯示了強大的生命力和價值。拐杖控制的機器人控制外骨骼支架the exoskeleton con

10、sists of a robotic frame controlled through crutches. 拐杖裝有傳感器，右拐觸地啟動左腿邁步，反之相反the crutches contain sensors; putting forward the right crutch moves the left leg, and vise versa. elegs的電池可以驅動步行1天the elegs battery can enable a user to walk for one day before it needs to be recharged.肢體智能反饋訓練系統(tǒng)肢體智能反饋訓練系統(tǒng)步行訓練：loko-help; lokomad; rheo圓周運動： motomed踏步訓練：生物載荷生物載荷下進行踏步運動，強化刺激下肢的下進行踏步運動，強化刺激下肢的本體感覺本體感覺，能促進神經細胞的生長，有助，能促進神經細胞的生長，有助于功能的恢復。于功能的恢復。 最強大的下肢/軀干本體感覺傳入反饋最強大的下肢/軀干運動能力誘發(fā)刺激最強大的下肢/軀干骨質疏松防治措施最安全有力的步行前期訓練010腰部后仰角