作者：江苏大学连云港临床学院（连云港市第二人民医院） 洪理徽
下肢康复机器人作为帮助患者完成与日常活动有关的功能自动设备，具有较好的方便性和准确性，广泛应用于临床领域。在过去的十年中，康复机器人越来越受到研究人员和康复医生的关注。随着机器人技术的不断发展，使用机器人辅助已经成为下肢功能障碍患者日常生活中的必然趋势。对于下肢功能性运动障碍的患者而言，通过训练重新学习运动控制并实现运动功能的恢复具有重大意义，且康复机器人的应用可以将医生从繁重的训练任务中解脱出来，分析机器人在训练过程中的数据，可评估患者的康复状况。由于其评估数据准确、可靠，康复机器人可以有效改善下肢功能障碍患者的康复效果。本文就康复机器人康复训练与评估系统在下肢功能障碍患者康复过程中的应用进行综述。
下肢康复机器人简介
以往，下肢功能障碍患者通常在专业康复人员帮助下通过卧位运动、四肢关节康复运动和平衡运动等传统下肢功能康复训练方法来恢复下肢运动功能。而人的行走是建立在相关肌群的正确协调控制之上的，因此，训练肌群的正确协调控制能力才是提升肢体残障患者运动能力的有效手段。此外，传统康复手段因受专业康复人员数量、康复治疗时间等限制而表现出效率低、康复效果不明显的不足之处。基于外骨骼机器人的下肢康复训练可以通过集成功能性电刺激和肌电信号控制功能增强对人体肌肉和骨骼的整体控制，以减轻运动障碍，实现康复动作的精确控制，降低个体差异对康复训练的影响，改善肢体功能，提高康复效果。利用机器人提高康复治疗效果已经成为可能，建立具有康复评估功能的康复机器人已成为机器人发展的重要方向。
康复机器人类型
随着智能设备在康复训练的应用，患者通过使用康复设备进行高强度、重复性以及针对性的康复训练从而重新塑造自身的神经系统功能。同时康复机器人对于因
站立式下肢康复机器人 近年来，站立式下肢康复机器人的开发备受关注。站立式下肢康复机器人是协助患者在站立或行走状态下进行康复训练的机器人，有悬挂式与穿戴式两种类型。Pronichev等重点研究了人体的运动学原理，以配置下肢外骨骼机器人的控制系统，旨在为肌无力或运动障碍患者提供自然解剖运动和力量辅助，这恰好符合下肢功能障碍患者在关节活动时关节僵硬、肌肉力量不足等特点。对于下肢无法支撑身体重量的患者，悬挂系统能够有效地降低患者的下肢负载，并防止跌倒等意外，保证安全性。其中，Lo⁃komat是最早应用于临床的悬挂式机器人，它是基于跑步机的外骨骼式下肢步态矫正驱动装置。德国柏林自由大学研制的GaitTrainer（GT）下肢康复机器人是基于脚踏板的末端执行器式结构。此外，Yi等设计了下肢可穿戴康复机器人的感知系统，结合运动学理论模型和感知算法来分析人的运动状态和意图。Gao等提出了一种基于拟人化设计的电驱动下肢外骨骼康复机器人，以帮助下肢运动障碍患者恢复站立和行走能力。穿戴式下肢康复机器人属于穿戴式下肢外骨骼，具有代表性的是ReWalk外骨骼机器人，其能够为髋关节和膝关节的运动提供动力，并检测患者重心的变化，及时反馈到控制系统，从而模拟正常步态。
坐卧式下肢康复机器人 坐卧式机器人辅助锻炼有利于对存在肌肉无力、无法站立或行走不安全患者的恢复，且可以让患者加强肌肉力量，增强耐力，增加关节的灵活性和运动协调能力。坐卧式下肢康复机器人摆脱了稳定性问题，使机器人能够完成各种训练活动。同样，坐卧式下肢康复机器人分为末端式与外骨骼式。末端机器人通常能够在矢状面执行涉及髋关节、膝关节和踝关节的运动；外骨骼机器人的结构和关节轴与人体的结构和关节轴一致，能够完成单个关节或多个关节的运动。其中，Anklebot能够以主动辅助训练方式训练踝关节。有些机器人可以完成许多训练活动，但具有一定的训练方式，如Fang等的卧式下肢康复训练机器人，采用被动训练方式，能够按照中医手法训练下肢6种动作。此外，有些机器人只能进行一种训练活动，但训练方式多种多样。MO⁃TOmed可进行被动、主动辅助和主动阻力训练，（Vi-RABT）可进行主动辅助和主动训练踝关节训练。
康复评估方法
临床评估是由有经验的康复医师使用图表的分级或评分指标手动进行，如布鲁恩斯特朗分期量表（BRS）、福格-迈耶评估量表（FMA）、运动评估量表（MAS）等。这种半定量的评估方法费时费力，且具有人为主观性。随着康复医学的发展，早期的一些临床评定已不能满足日益发展的康复医学的需要。目前更多研究采用客观性的评定方法，如利用生物力学、神经电生理等来衡量康复效果，相比于传统的康复评定方法具有更高的客观度，并且可以一定程度上减少对康复医师的依赖。随着康复机器人技术的发展，由康复机器人衍生的测量技术为评估运动功能增加了一个新的维度，可通过获取患者的各项参数，弥补临床上康复医师肉眼难以观测到的物理量，还可根据相应的参数评估当前的康复进程，为下一步的康复治疗提供有力的依据。康复评估是康复训练的重要组成部分，且与机器人辅助训练的效果密切相关。不同的康复机器人需要不同的方法进行评估。机器人能够通过各种传感器获取并记录位置、速度、相互作用力或生物信号等数据。这些定量数据可以用于进一步的离线分析，从而对患者的恢复情况进行客观的评估，甚至可以用于调整机器人的行为，以适应患者的当前状况。
然而，目前康复机器人对下肢功能的评估体系还不够完备。万物互联是新时代背景下的主要发展方向，完善康复设备的数据采集功能，利用大数据技术与物联网技术改善康复设备的患肢康复评估功能，使用更全方位的康复评估方法，确保设备使用的安全性、经济性与可靠性，这将会促进康复机器人领域发生重大变革。
小结与展望
康复训练与功能评估在恢复下肢功能中具有重要意义，可以帮助医护工作者了解患者的基线情况和康复需求，制定个体化的康复计划；并监测患者的康复进展和效果，及时调整康复方案。目前，国内外已有一些研究探讨了康复训练与功能评估在恢复下肢功能中的方法与效果，但仍存在研究方法不一致、研究对象较少、观察指标不充分等不足之处。因各种疾病引起的下肢功能障碍患者越来越多，因此要求康复设备不仅可以进行康复训练，还可以提高康复效果。现有康复设备多数可实现康复训练，但趣味性低、康复效果欠佳，且存在康复过程周期长、训练枯燥等缺点，患者主动进行康复训练参与度低，亦无法及时获得康复医师的技术支持，不能进行康复训练过程规划。同时，在临床实践中，康复锻炼效果更多取决于患者执行情况。传统康复锻炼模式下，患者依赖医护指导、过于盲目锻炼或急于求成过度锻炼的现象并不少见，导致康复效果下降。量化评估早期康复模式是基于临床护理路径，采取标准化流程，参照循证医学理念，由医疗团队结合功能评定结果制定康复锻炼模式和早期康复锻炼方案，让康复流程极具个性化。量化评估早期康复模式能有效改善下肢功能水平，对其生活质量的有效提高具有促进作用。康复训练是一个漫长的过程，患者的成绩会不断变化，下肢康复机器人需要一个动态性能评分来评价康复效果。康复评估的结果直接影响患者的整个康复周期，因此需要根据患者的康复情况动态调整训练计划，有利于提高训练的效率和主动性。对于不同的康复机器人，康复评估方案也不相同。目前使用的主要康复评估方法包括FM运动功能评估方法、BRS评估方法等。这些方法对于指数加权和排序不够精确。这使得其不适合用于测试肢体的训练结果。因此，尚要用不同的方法来处理不同的指标，以达到对每一个指标精确和细致的处理。
康复机器人技术的发展与现代康复治疗理论的发展相互促进。基于运动学习理论发展起来的下肢康复机器人，对多种疾病导致的功能障碍，具有很好的治疗效果。随着康复医学的发展和相关技术的进步，康复机器人技术将深入到康复医学的更多领域，包括人体四肢和功能的重建、职业技能培训和康复治疗等很多层面。相信康复训练机器人广阔的市场前景必将推动这一新兴的技术得到更多重视与推广。
来源：中国矫形外科杂志2025年8月第33卷第16期
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