康復(fù)醫(yī)學(xué)工程在腦卒中治療

矯形器處方及其生物力學(xué)腦卒中康復(fù)的上肢矯形器及自助具腦卒中康復(fù)的下肢矯形器康復(fù)醫(yī)學(xué)工程概要主要內(nèi)容腦卒中康復(fù)的步行輔助用具當(dāng)前1頁(yè)，總共42頁(yè)。一、康復(fù)醫(yī)學(xué)工程概要1.康復(fù)醫(yī)學(xué)工程是醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的一門學(xué)科。對(duì)象：人體外部功能障礙、運(yùn)動(dòng)功能障礙、腦功能障礙、感觀功能障礙、交流功能障礙、心理障礙和社會(huì)參與。作用：功能評(píng)價(jià)、代償及功能重建、測(cè)量、分析、功能訓(xùn)練、生活自理、回歸社會(huì)。內(nèi)容：從與康復(fù)醫(yī)學(xué)合作的角度考慮、從所進(jìn)行的工作的性質(zhì)考慮、從社會(huì)發(fā)展角度考慮。當(dāng)前2頁(yè)，總共42頁(yè)。2.從服務(wù)對(duì)象的需求理解康復(fù)醫(yī)學(xué)工程的內(nèi)涵當(dāng)前3頁(yè)，總共42頁(yè)。3.從工程技術(shù)角度理解康復(fù)技術(shù)手段當(dāng)前4頁(yè)，總共42頁(yè)。在進(jìn)行康復(fù)檢查、評(píng)定、治療、訓(xùn)練時(shí)，需要一定的設(shè)備；為使功能障礙者恢復(fù)或重建功能和實(shí)現(xiàn)生活自理均需要相應(yīng)的裝置；重殘者的搬運(yùn)與護(hù)理也需要有必要的設(shè)施。為了康復(fù)目的所需的評(píng)估、診斷、代償、訓(xùn)練、護(hù)理等設(shè)施的原理研究和設(shè)備開(kāi)發(fā)。4.康復(fù)醫(yī)學(xué)工程強(qiáng)調(diào)設(shè)備、原理和方法當(dāng)前5頁(yè)，總共42頁(yè)。二、腦卒中康復(fù)的下肢矯形器

矯形器的使用在偏癱患者重新獲得站立和步行能力、提高平衡功能、改善異常步態(tài)、糾正足內(nèi)翻、下垂等起著十分重要的作用，對(duì)患側(cè)踝關(guān)節(jié)周圍肌肉自身運(yùn)動(dòng)功能的提高意義不大。偏癱是腦卒中后最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)功能障礙，表現(xiàn)為腦損傷對(duì)側(cè)上下肢隨意運(yùn)動(dòng)完全或不全的喪失。矯形器(orthosis)又稱支具(brace)，它是康復(fù)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)應(yīng)用于腦卒中康復(fù)的一個(gè)重要內(nèi)容。當(dāng)前6頁(yè)，總共42頁(yè)。過(guò)去在腦卒中偏癱康復(fù)中，下肢矯形器主要針對(duì)偏癱功能恢復(fù)晚期,用于控制痙攣和矯正畸形，是對(duì)肢體功能障礙的一種補(bǔ)償和矯形治療。近幾年來(lái)，在腦卒中康復(fù)中，下肢矯形器的使用出現(xiàn)了新的變化，開(kāi)始在早期使用KAFO(膝踝足矯形器knee-ankle-foot-orthosis)和AFO(踝足矯形器ankle-foot-orthosis)促進(jìn)運(yùn)動(dòng)步行功能的恢復(fù)，并提出“治療用”矯形器的概念，其目標(biāo)是獲得穩(wěn)定的站立期;利于早期離床訓(xùn)練，獲得接近正常的步行模式;預(yù)防畸形。當(dāng)前7頁(yè)，總共42頁(yè)。矯形器制作與裝配技術(shù)是康復(fù)工程學(xué)的重要組成部分，幾乎涉及到人體體外的各個(gè)部位。國(guó)內(nèi)外的大量研究表明，早期的康復(fù)治療明顯降低了偏癱的致殘率，改善了肢體功能障礙，而合理運(yùn)用矯形器也會(huì)對(duì)偏癱步態(tài)恢復(fù)及糾正異常姿勢(shì)，提高生活自理能力起重要作用，并對(duì)整體的康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)生積極影響。當(dāng)前8頁(yè)，總共42頁(yè)。1.偏癱分期及步態(tài)類型根據(jù)Brunnstrom訓(xùn)練技術(shù)，偏癱患者的肢體功能恢復(fù)分為6期，即遲緩期、痙攣期、聯(lián)帶運(yùn)動(dòng)期、部分分離運(yùn)動(dòng)期、分離運(yùn)動(dòng)期、正常期。偏癱是發(fā)生在腦血管意外后，病變對(duì)側(cè)肢體癱瘓，錐體束及錐體外系損害，癱瘓以運(yùn)動(dòng)控制障礙和肌肉痙攣為特征。偏癱步態(tài)根據(jù)其步形模式可分為如下類型:提髖型、瘸拐型、劃圈型和膝過(guò)伸伴髓后突型當(dāng)前9頁(yè)，總共42頁(yè)。偏癱分期及步態(tài)類型（1）提髖型:行走時(shí)，由于患側(cè)下肢伸肌痙攣模式占優(yōu)勢(shì)，擺動(dòng)相開(kāi)始，不能在伸髓的情況下屈膝、踝背屈，以軀干向健側(cè)傾斜，提髖來(lái)代償性提起下肢，完成擺動(dòng)。（2）瘸拐型:行走時(shí)，擺動(dòng)相不能選擇性屈伸膝關(guān)節(jié)。擺動(dòng)相開(kāi)始時(shí)，患腿髖關(guān)節(jié)即屈曲，同時(shí)由于屈肌共同運(yùn)動(dòng)模式未打破，膝關(guān)節(jié)屈曲，足呈內(nèi)翻狀。在擺動(dòng)相結(jié)束時(shí)，膝關(guān)節(jié)需伸展，此時(shí)又誘發(fā)了伸肌共同運(yùn)動(dòng)模式，患足跖屈，踝關(guān)節(jié)不能背屈，因而腳跟不能著地，患腿在站立相時(shí)不能負(fù)重，行走不穩(wěn)或呈瘸拐狀。當(dāng)前10頁(yè)，總共42頁(yè)。偏癱分期及步態(tài)類型（3）劃圈型:行走時(shí)，缺乏平衡反應(yīng)能力，擺動(dòng)相，由于患腿髖關(guān)節(jié)內(nèi)收，屈髖、屈膝及踝背屈很困難，為抬起患腿，只得將骨盆上提，向后旋轉(zhuǎn)，髖關(guān)節(jié)外旋、外展?；甲懵涞貢r(shí)，不是足跟先著地，而是足尖或者整個(gè)足掌蹬地，加重了患腿伸肌痙攣模式，造成踝內(nèi)翻、腳趾內(nèi)屈，形成了劃圈步態(tài)。（4）膝過(guò)伸伴髓后突型:行走時(shí)，由于患側(cè)下肢股四頭肌無(wú)力或伸肌張力過(guò)高，股四頭肌與股二頭肌肌力不協(xié)調(diào)，久而久之，使調(diào)控膝關(guān)節(jié)屈伸的韌帶增粗或松弛，造成膝關(guān)節(jié)紋鎖機(jī)制被破壞，加之髓關(guān)節(jié)穩(wěn)定性差，在步態(tài)站立相時(shí)，便出現(xiàn)了膝過(guò)伸、骨盆后突。當(dāng)前11頁(yè)，總共42頁(yè)。2.腦卒中偏癱運(yùn)動(dòng)功能障礙患者，綜合使用KAFO或AFO矯形器及系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)療法訓(xùn)練，治療效果具有以下特點(diǎn):①遲緩期應(yīng)用，提高平衡能力，增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，預(yù)防足下垂及足內(nèi)翻。②痙攣期應(yīng)用，可以改善運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)能力和步行能力，提高步行速度和步行效率，矯正足下垂及足內(nèi)翻等畸形。③促進(jìn)偏癱患者運(yùn)動(dòng)功能的改善及恢復(fù)，使患者早日回歸家庭及社會(huì)，提高生活質(zhì)量。當(dāng)前12頁(yè)，總共42頁(yè)。矯形器的應(yīng)用極大推動(dòng)了康復(fù)技術(shù)的改進(jìn)，為腦卒中患者的康復(fù)領(lǐng)域帶來(lái)新的希望。當(dāng)前13頁(yè)，總共42頁(yè)。在腦卒中康復(fù)中，矯形器主要適用于存在足下垂、尖足、足內(nèi)翻、足趾跖屈曲痙攣、膝屈曲和膝過(guò)伸等異常步行模式的患者。偏癱患者佩戴矯形器后，在步行支撐期初期，矯正了足下垂、足趾跖屈曲痙攣或尖足內(nèi)翻；在跟著地期，改善足著地的穩(wěn)定性，身體重心可在健側(cè)和患側(cè)之間順利地交換。通過(guò)矯正異常步行模式，抑制了不必要下肢肌肉的過(guò)度活動(dòng)，從而降低了步行時(shí)能量的消耗改善了步行效率。當(dāng)前14頁(yè)，總共42頁(yè)。3.矯形器治療在腦卒中患者重新站立和恢復(fù)步行能力方面有重要作用。

使用下肢矯形器實(shí)現(xiàn)早期站立行走，可以使踝關(guān)節(jié)相對(duì)固定，預(yù)防（矯正）足內(nèi)翻、下垂，提高患足擺動(dòng)相移動(dòng)能力及支撐相的穩(wěn)定性，有助于提高站立平衡功能及步行能力。

通過(guò)大量的臨床病例觀察，此方法有助于預(yù)防下肢異常模式，獲得正確的運(yùn)動(dòng)模式，持續(xù)穿戴還可以抑制小腿三頭肌的痙攣，打破偏癱患者下肢伸肌痙攣模式，促進(jìn)下肢恢復(fù)正常步態(tài)，避免踝關(guān)節(jié)發(fā)生畸形。當(dāng)前15頁(yè)，總共42頁(yè)。矯形器對(duì)足踝的作用分析：可在足放平時(shí)，保持踝關(guān)節(jié)的外側(cè)穩(wěn)定性，以防踝部扭傷；幫助患足在擺動(dòng)期時(shí)抬起足尖，以免足趾拖地、絆倒和摔倒；在站立相后期，激發(fā)足跟蹬離地面，使步態(tài)更接近于正常，減少能量消耗。當(dāng)前16頁(yè)，總共42頁(yè)。偏癱患者要想獲得運(yùn)動(dòng)功能就必須進(jìn)行運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)，要想早期站立行走，矯形器佩戴下的治療和運(yùn)動(dòng)療法同等重要。以往的觀點(diǎn)是不主張偏癱患者早期使用矯形器，先進(jìn)行運(yùn)動(dòng)療法，待無(wú)效后再考慮使用矯形器。而在病后早期就開(kāi)始正確的步態(tài)訓(xùn)練，往往可完全或部分矯正這種異常步態(tài)。一旦形成了某種異常步態(tài)，再矯正將非常困難，甚至是不可能的。當(dāng)前17頁(yè)，總共42頁(yè)。4.踝關(guān)節(jié)矯形器對(duì)糾正步態(tài)異常的影響及其發(fā)展趨勢(shì)。目前治療足下垂的方法雖很多，但最快、最直接控制足下垂的方法是應(yīng)用踝足矯形器。

引起步行功能障礙的原因是多方面的：可能與下肢髖膝踝關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)控制能力有關(guān);與下肢諸多肌群力量之間的相互平衡有關(guān);與下肢感覺(jué)功能和身體的平衡功能有關(guān)。當(dāng)前18頁(yè)，總共42頁(yè)。足下垂是偏癱患肢痙攣模式的表現(xiàn)。也是制約步態(tài)和步行能力的重要因素，以往一直認(rèn)為其直接原因?yàn)樾⊥热^肌肌群張力異常增高、痙攣所致。痙攣不只是高位中樞失去對(duì)低位中樞的控制，也與肌肉纖維和肌腿的物理特性改變有關(guān)，而且很可能與制動(dòng)和廢用有關(guān)。制動(dòng)會(huì)引起肌肉、肌膜和結(jié)締組織被動(dòng)和主動(dòng)特性的改變，如果小腿三頭肌持續(xù)痙攣得不到牽伸而致跟健攣縮，將使得可逆性足下垂轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢赡嫘宰阆麓?。?dāng)前19頁(yè)，總共42頁(yè)。此外，由于患者長(zhǎng)期制動(dòng)，小腿前肌群(脛前肌)及外側(cè)肌群畔骨長(zhǎng)短?。┘せ畈蛔?，肌肉出現(xiàn)廢用性肌萎縮，導(dǎo)致足背伸肌群肌力減退，足背伸困難。這種足背伸肌/趾屈肌間肌力的不平衡.使得患肢足下垂、內(nèi)翻及足跟不能正常著地。足下垂僅是步態(tài)異常的一方面。當(dāng)前20頁(yè)，總共42頁(yè)。下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的改善及步行能力的提高，不是單靠踝足支具矯正足下垂畸形就可以解決。AFO雖可以起到矯正足下垂、控制踝關(guān)節(jié)的作用，但穿戴踝足支具并不象穿新衣服和鞋子那么容易適應(yīng)，患者在穿戴矯形器的同時(shí)，還必須注意抑制下肢痙攣模式，加強(qiáng)穿戴支具前后的步態(tài)和步行能力的康復(fù)訓(xùn)練，才能進(jìn)一步改善步態(tài)，提高步行能力充分發(fā)揮支具的作用。往往在穿戴AFO矯正步態(tài)周期足下垂及限制踝關(guān)節(jié)活動(dòng)的同時(shí)，也不同程度地限制膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，尤其是限制了膝過(guò)伸。當(dāng)前21頁(yè)，總共42頁(yè)。5.矯形器的制作過(guò)程6.常見(jiàn)AFO類型當(dāng)前22頁(yè)，總共42頁(yè)。目前，針對(duì)腦卒中所致下肢運(yùn)動(dòng)功能極度低下，并伴有其他功能障礙，如弛緩性癱、重度深感覺(jué)障礙、半側(cè)空間忽視等患者，雖經(jīng)長(zhǎng)期訓(xùn)練，下肢功能無(wú)明顯改善。7.當(dāng)評(píng)估患側(cè)下肢功能較差，傳統(tǒng)康復(fù)時(shí)程較長(zhǎng)、康復(fù)療效較差時(shí)，應(yīng)該及時(shí)考慮使用長(zhǎng)下肢矯形器。當(dāng)前23頁(yè)，總共42頁(yè)。長(zhǎng)下肢矯形器不僅加強(qiáng)了患側(cè)膝、踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，還增強(qiáng)了患側(cè)下肢的負(fù)重能力，為立位平衡訓(xùn)練、重心轉(zhuǎn)移訓(xùn)練及正確地步行訓(xùn)練提供了非常重要的輔助條件。同時(shí)增加軀干的穩(wěn)定性和骨盆及腰部的運(yùn)動(dòng)，并能改善步態(tài)的類型及步態(tài)的再學(xué)習(xí)能力，減少步行中的能量消耗，還能預(yù)防異常模式導(dǎo)致的疼痛等。當(dāng)前24頁(yè)，總共42頁(yè)。深感覺(jué)障礙和半側(cè)空間忽視直接導(dǎo)致患側(cè)肢體對(duì)運(yùn)動(dòng)及各種感覺(jué)刺激反饋的降低或消失，使患側(cè)下肢功能恢復(fù)較差。穿戴長(zhǎng)下肢矯形器站立或行走時(shí)，可使患側(cè)下肢直接得到外力支撐而負(fù)重，大腦通過(guò)側(cè)下肢肌肉和各個(gè)關(guān)節(jié)的活動(dòng)信號(hào)的傳導(dǎo)，接收到不同形式的感覺(jué)性及運(yùn)動(dòng)性反饋。當(dāng)前25頁(yè)，總共42頁(yè)。病例：病程七年，膝嚴(yán)重過(guò)伸，跖屈畸形合理使用長(zhǎng)下肢矯形器，可以改善伴有認(rèn)知障礙患者患側(cè)下肢的實(shí)用能力；穿戴長(zhǎng)下肢矯形器不會(huì)降低患側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。由于病例數(shù)還不夠大，觀察時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)認(rèn)知功能和深感覺(jué)影響的觀察還不夠充分，對(duì)將來(lái)能否脫離矯形器，選擇什么時(shí)機(jī)脫離合適，還有待進(jìn)一步觀察和探討。當(dāng)前26頁(yè)，總共42頁(yè)。1.醫(yī)師在矯形器治療中的主要任務(wù)做出恰當(dāng)?shù)慕ㄗh，寫出規(guī)范的處方讓患者、殘疾人了解使用矯形器目的、必要性、使用中應(yīng)注意的問(wèn)題做好矯形器的臨床適合檢驗(yàn)認(rèn)真地完成患者矯形器使用的復(fù)查、隨訪

注：1.開(kāi)處方時(shí)，不是按照疾病的名稱去選擇矯形器，而是要考慮肢體功能障礙的種類、程度、心理狀態(tài)及其社會(huì)背景，以便選出最合適的矯形器。二、矯形器處方及其生物力學(xué)

當(dāng)前27頁(yè)，總共42頁(yè)。2.如何寫好矯形器處方做好矯形器的技術(shù)分析了解矯形器的基本作用、明確矯形器應(yīng)用目的選擇矯形器品種提出矯形器的生物力學(xué)要求對(duì)一個(gè)理想矯形器的要求只是能控制一些異常運(yùn)動(dòng)或不需要的運(yùn)動(dòng)，而不能限制正常的運(yùn)動(dòng)功能。因此，矯形器處方書寫中必須了解矯形器的有效功能與有害作用可能同時(shí)存在。當(dāng)前28頁(yè)，總共42頁(yè)。

矯形器設(shè)計(jì)中，為保持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定多采用在某一平面的三點(diǎn)力控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中為了增加穩(wěn)定力矩，在可能的情況下盡量將矯形器邊緣向上下延長(zhǎng)，增加固定范圍，增加穩(wěn)定力臂的長(zhǎng)度。當(dāng)然還可以增加作用力的總面積，增加作用力。3.矯形器設(shè)計(jì)中三點(diǎn)力的應(yīng)用例：控制膝外翻畸形的三點(diǎn)力系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析：a.虛線表示通過(guò)該下肢的重力線b.在重力及地面反作用力的作用下，加重膝外翻趨勢(shì)c.預(yù)防膝外翻，需要矯形器外力當(dāng)前29頁(yè)，總共42頁(yè)。4.下肢矯形器的生物力學(xué)作用圖a,b穿矯形器前后地面反作用力的變化形態(tài)上，將“畸形形態(tài)”矯正到“正常形態(tài)”；生物力學(xué)上，將非生理的力學(xué)對(duì)線轉(zhuǎn)變?yōu)榉仙淼牧W(xué)對(duì)線。當(dāng)前30頁(yè)，總共42頁(yè)。4.常用矯形材料的加工特性和適用范圍材料重量制作工藝主要用途高溫?zé)崴馨宀妮^重相對(duì)復(fù)雜，可增加多種金屬件提高性能需要長(zhǎng)期穿戴、固定，可拆卸清洗低溫材料較輕相對(duì)簡(jiǎn)單臨時(shí)固定、矯正石膏繃帶重簡(jiǎn)單矯形固定制動(dòng)要求高的情況，如痙攣矯形手術(shù)后固定當(dāng)前31頁(yè)，總共42頁(yè)。偏癱的康復(fù)治療方法，以神經(jīng)發(fā)育療法、運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)療法、肌力訓(xùn)練、ADL訓(xùn)練為主，必要時(shí)可以應(yīng)用矯形器、自助具和環(huán)境調(diào)整的方法，來(lái)最大限度地提高生活自理能力。三、腦卒中康復(fù)的上肢矯形器及自助具只有想不到，沒(méi)有做不到當(dāng)前32頁(yè)，總共42頁(yè)。上肢矯形器主要用于：通過(guò)固定使肢體保持功能位，提供牽引力助力、幫助力弱和無(wú)力的肢體運(yùn)動(dòng)，防止攣縮、預(yù)防或矯正肢體畸形等。上肢矯形器按其功能分為固定性（static，靜止性）和功能性（dynamic，可動(dòng)性）兩大類。前者沒(méi)有運(yùn)動(dòng)裝置，用于固定、支持、制動(dòng)。后者有運(yùn)動(dòng)裝置，可允許機(jī)體活動(dòng)，或能控制、幫助肢體運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。當(dāng)前33頁(yè)，總共42頁(yè)。1.主要用于支持和制動(dòng)、預(yù)防畸形的矯形器使用這類矯形器的目的是保持肢體和關(guān)節(jié)的良好位置（功能位或中立位），支持關(guān)節(jié)以緩解疼痛，預(yù)防畸形，也稱為固定夾板。常需整天或整夜佩帶，但應(yīng)每天脫下數(shù)次進(jìn)行輕柔的被動(dòng)活動(dòng)。例：上臂吊帶和肩吊帶輪椅臂托板當(dāng)前34頁(yè)，總共42頁(yè)。2.矯正畸形夾板中風(fēng)病人最常見(jiàn)的第二個(gè)并發(fā)癥是攣縮，上肢的攣縮主要發(fā)生在手和腕，通常是屈肌攣縮。晚上應(yīng)用矯正畸形夾板與白天常規(guī)的牽伸練習(xí)配合治療可取得更好的效果。不管是靜止性或動(dòng)力性?shī)A板，只要能產(chǎn)生柔和的、持續(xù)的牽拉力就可以。初次戴夾板時(shí)可能不適，隨著忍耐力增加，穿戴時(shí)間逐漸延長(zhǎng)。當(dāng)前35頁(yè)，總共42頁(yè)。

3.用于恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能的動(dòng)力性?shī)A板此類夾板能輔助無(wú)力的肌肉運(yùn)動(dòng)或替代已經(jīng)喪失的運(yùn)動(dòng)，也稱為功能性?shī)A板（functionalsplint）。根據(jù)殘余肌力的大小、使用時(shí)間的