康复工程学让科幻电影走进现实

健康报医生频道 2018-10-22 13:54:21

大家对康复的概念一定不陌生。我们在看望病人的时候,总会说上一句:“祝您早日康复。”由此可见,康复是我们在谈及健康时一个美好的愿望。


而医学上的康复概念与生活中稍有不同,康复医学的核心是“功能障碍”,通过医学的手段消除和减轻人的功能障碍,弥补和重建人的功能缺失,这是我们康复人的使命。



讲到“功能障碍”,就离不开“运动控制”这个概念。大到行走坐卧、穿衣吃饭,小到窃窃私语、暗送秋波,这些身体功能都需要依靠运动控制才能完成。


俗话说“当官的动动嘴,当兵的跑折腿”,运动控制这个浩大的系统工程也有类似的具体分工。人的中枢神经系统好比指挥官,主要包括大脑、小脑和脊髓。而负责执行的士兵,就是身上的肌肉、骨骼、关节等部件。当官兵协作出了问题的时候,人体的功能就会出现障碍。而运动控制中的“士兵”出问题,会导致肌肉无力、关节疼痛、运动范围不足等各种问题。


在针对这些问题的康复过程中,患者不光能从康复医师和治疗师的口中听到许多医学知识,还可能经常听到“力矩”“位移”“速度”这些物理学概念。这是因为康复医学是一个多学科交叉的领域,几乎所有的治疗手段都有医学、物理学、工程学各领域专家的贡献。



目前康复的新手段中,比较有代表性的就是康复机器人。它是将关节运动的情况进行模拟,然后通过机器人的运动来带动患者的运动,进而帮助运动功能的重建恢复。这样一台机器人如果做成可穿戴式,就成了类似电影《钢铁侠》中的机甲外骨骼。


康复工程学已经让科幻电影中的事物变成了现实。


另外一类运动控制问题的原因是“指挥官”出了毛病,也就是神经系统异常。这类疾病中最常见的就是脑卒中。脑卒中患者的肌肉和骨骼基本上都是完好的,但脑中的一部分神经元损毁了,所以指挥部没法发出正确的命令。解决这类身体功能问题,需要在神经系统上下功夫。


还是以外骨骼机器人为例,现在既然实现了让机器人带动病人来运动,接下来能不能让患者按照自身的运动“意愿”来操控机器人?这样就做到了个性化的康复,必然更加有利于功能的重建恢复。


如果大家回忆电影《阿凡达》的最终一幕,男主角完全通过意识的移植进入了另一个身体。如果我们能揭开神经运动控制的奥秘,那么就算不能“移魂换体”,也离“人机融合”不远了。




在康复医学的发展当中,“钢铁侠”式的肌骨关节康复和“阿凡达”式的神经康复都是非常前沿的医学领域。而多个领域的交叉也催生出了一个新兴的学科——康复工程学。在临床人员和工程人员的共同努力下,“祝您早日康复”将会不仅只是美好的愿望,而是真实的健康祝福。(文/上海交通大学医学院附属瑞金医院 牛传欣

本期编辑:朱永基



友情链接