付騰飛，白躍宏上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學科，上海市，200233

計算機康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)進展

【作 者】付騰飛，白躍宏上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學科，上海市，200233

綜述了計算機康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)進展和面臨的挑戰(zhàn)，并對計算機康復(fù)評定系統(tǒng)的發(fā)展方向進行了展望。

康復(fù)；計算機；評定系統(tǒng)

0 引言

隨著信息化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，計算機技術(shù)已經(jīng)滲入到康復(fù)醫(yī)學的各個領(lǐng)域?？祻?fù)評定作為康復(fù)醫(yī)學的重要組成部分，計算機技術(shù)在其中的應(yīng)用大大提高了評定的效率和準確性。近年來，相關(guān)學者設(shè)計與開發(fā)了大量有關(guān)康復(fù)評定的計算機系統(tǒng)，現(xiàn)將這方面的情況綜述如下。

1 基于編程技術(shù)的設(shè)計與開發(fā)

編程技術(shù)是借助計算機來達到某一目的或解決某個問題。在康復(fù)評定系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)中，編程技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了康復(fù)評定過程中手工記錄的繁瑣，而且大大提高了康復(fù)評定的效率。神經(jīng)康復(fù)評定的傳統(tǒng)方式效率不高，與患者交流醫(yī)師的言談舉止、測量量表的樣式以及提問方式方法都可能影響評定的結(jié)果，紙質(zhì)問卷還會造成很多打印耗材方面的開銷。鄧強庭[1]使用.NET開發(fā)平臺和C#語言開發(fā)的基于神經(jīng)康復(fù)評定量表的計算機輔助康復(fù)評定系統(tǒng)實現(xiàn)了康復(fù)評定的無紙化和評分計算的自動化。腦損傷后神經(jīng)學功能的量化評估在西方國家已普遍應(yīng)用[2-4]，它對各種腦損傷的臨床治療、療效評估、功能康復(fù)、生活指導(dǎo)以及社會家庭康復(fù)方面具有明顯的促進作用，為了對腦損傷急性期的嚴重程度、腦損傷后殘疾程度、腦損傷后運動功能和腦損傷后心理狀況進行評估，曹瑯琳等[5]采用Foxpro8.0(VFP8.0)編程語言，編制了“腦損傷后功能狀況評分工具集”軟件，使腦損傷的嚴重程度和預(yù)后評估更加數(shù)字化和智能化。神經(jīng)康復(fù)功能評定包括意識障礙評定、認知功能評定、言語功能評定、運動功能評定、平衡和協(xié)調(diào)功能評定、關(guān)節(jié)活動度評定、感覺功能評定、日常生活能力評定、社會功能評定以及殘疾評定十個評定部分，每個部分均包含數(shù)量不等的評定量表，不僅種類繁多數(shù)量大，而且大多散見于康復(fù)醫(yī)學、神經(jīng)病學、神經(jīng)心理學、神經(jīng)外科學及骨科學的各種期刊書籍之中，造成應(yīng)用上的困難。沈敏海等[6]以Visual Foxpro 6.0為編程語言所開發(fā)的神經(jīng)康復(fù)功能評定系統(tǒng)3.0版軟件，將目前國內(nèi)外51種神經(jīng)康復(fù)評定量表進行分類和匯總，投入臨床及科研應(yīng)用取得了良好效果?？祻?fù)治療記錄是以書面的形式記錄患者所接受的康復(fù)評定與治療服務(wù)及提供這些服務(wù)的原因[7]，其中SOAP(subjective，objective，assessment，plan)是公認的常用模式[8-9]，李奎等[10]以word形式將主觀、客觀、評估、計劃等內(nèi)容輸入計算機，然后再進行選項，開發(fā)出基于SOAP格式的康復(fù)治療記錄軟件，該軟件為臨床一線工作的康復(fù)工作者提供省時、高效的記錄工具，打破傳統(tǒng)的以來源為導(dǎo)向的治療記錄，確立以問題為導(dǎo)向的治療記錄新模式[11]。

2 基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的設(shè)計與開發(fā)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)在康復(fù)評定中的應(yīng)用側(cè)重于康復(fù)評定資料數(shù)據(jù)庫的建立，為康復(fù)醫(yī)療、教學和科研積累數(shù)據(jù)，便于對大量信息進行統(tǒng)計分析和查詢。多年來，在腦卒中康復(fù)研究中，數(shù)據(jù)和信息的處理都是采用人工方法來進行的，由于人工方法無法對數(shù)量巨大的數(shù)據(jù)和信息進行處理，為了提高腦卒中康復(fù)診療工作的治療和效率、促進腦卒中康復(fù)評定和治療的規(guī)范化及醫(yī)療資源的最大化共享，王雷[12]以Delphi 7.0作為開發(fā)平臺，以Microsoft Office Access 2003作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，設(shè)計開發(fā)了腦卒中康復(fù)評定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，康復(fù)醫(yī)生通過此系統(tǒng)可以快速完成患者基本信息、評定結(jié)果以及康復(fù)治療計劃的錄入、查詢、修改等工作。王凱等[13]采用Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件，設(shè)計開發(fā)的腦卒中康復(fù)評定資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用模塊化功能設(shè)計，在一定程度上促進了腦卒中康復(fù)的有效開展?？祻?fù)管理系統(tǒng)便于回顧病人的歷史治療記錄，確保治療的延續(xù)性和溯源性，實現(xiàn)康復(fù)醫(yī)療流程的信息化和康復(fù)醫(yī)療病例的電子化。廖琳等[14]設(shè)計的康復(fù)治療管理系統(tǒng)使醫(yī)囑下達、計劃任務(wù)獲取、康復(fù)治療、康復(fù)評定、信息反饋、病歷書寫等環(huán)節(jié)實現(xiàn)全程數(shù)字化管理，節(jié)省了治療師書寫治療記錄和病歷的時間。言語功能評定系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)的難點在于其評定內(nèi)容和形式異常復(fù)雜，很難抽象出統(tǒng)一并且便于計算機管理的數(shù)據(jù)格式。秦冰等[15]設(shè)計開發(fā)的失語癥計算機評定系統(tǒng)，采用Microsoft Access 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫，將西方失語癥成套測驗檢查的錄音提問和反饋用多媒體計算機進行語音播放與錄制[16]，研制成相應(yīng)的計算機軟件，通過此系統(tǒng)減少了治療師的工作量，有利于開展深層次的研究與交流。

3 基于康復(fù)機器人技術(shù)的設(shè)計與開發(fā)

近年來，康復(fù)器械的機械本體技術(shù)向著智能化、集成化及微型化方向發(fā)展[17]，基于此技術(shù)設(shè)計開發(fā)出的康復(fù)系統(tǒng)不僅具有強大的康復(fù)功能，而且其人性化和實用化程度也進一步提高。Hesse S等[18]設(shè)計開發(fā)的Bi-Manu-Track康復(fù)系統(tǒng)，不僅能進行雙側(cè)肢體的康復(fù)訓(xùn)練，而且允許肢體進行被動、主動及助動訓(xùn)練，Hesse S和他的團隊證實了這個康復(fù)系統(tǒng)能夠有效地減少中風病人的痙攣程度，并且增加運動控制能力。Zhao L等[19]結(jié)合發(fā)光二極管、單片機及串行通信技術(shù)，設(shè)計開發(fā)的腕關(guān)節(jié)康復(fù)評定系統(tǒng)，專門針對腕關(guān)節(jié)的功能障礙，利用計算機獲取腕關(guān)節(jié)康復(fù)治療前后的關(guān)節(jié)活動度照片，加以前后對比，得出康復(fù)治療前后腕關(guān)節(jié)活動度的微小變化，從而判斷康復(fù)治療效果。由于腦卒中患者常伴有高血壓、心臟病等疾病，需要在其體重減負的情況下進行訓(xùn)練，徐秀林等[20]設(shè)計了一臺減重式多態(tài)康復(fù)訓(xùn)練評定系統(tǒng)，能通過特殊訓(xùn)練床實現(xiàn)減重，通過計算機控制下的驅(qū)動裝置實現(xiàn)減重狀態(tài)下下肢的主動屈伸和被動屈伸，并能對足底壓力、運動及靜態(tài)平衡參數(shù)進行測試和統(tǒng)計分析。日常生活活動能力對患者日常的生活具有不可忽視的重要意義，Johnson MJ等[21]設(shè)計開發(fā)的ADLER康復(fù)系統(tǒng)結(jié)合3D技術(shù)，不僅能對患者的日常生活行動能力進行評估和訓(xùn)練，還能評估重力對上肢軟癱的肌肉的協(xié)同效應(yīng)的影響。家庭康復(fù)作為康復(fù)訓(xùn)練中的重要環(huán)節(jié)，對于患者功能獨立性的獲得具有重大的意義。Durfee W等[22]設(shè)計與開發(fā)的腦卒中家庭康復(fù)系統(tǒng)，包括兩套生物反饋運動訓(xùn)練系統(tǒng)，分別用于上肢與下肢的康復(fù)訓(xùn)練。該系統(tǒng)由電位聯(lián)合傳感器、智能箱接口和一個便攜式電腦組成，通過與互聯(lián)網(wǎng)的連接，允許患者跟治療師定期進行視頻會議，反饋康復(fù)效果，實時指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練。

4 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的設(shè)計與開發(fā)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機生成一種模擬環(huán)境(如飛機駕駛艙等)，通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進行自然交互的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實環(huán)境可以使人處于計算機實時產(chǎn)生的三維環(huán)境中，并且可以與多種刺激下的虛擬環(huán)境進行交互，這就為康復(fù)科醫(yī)師提供了一種可控制刺激的環(huán)境進行認知障礙的評定和治療，并在治療過程中實時測量和監(jiān)控[23]。不同原因引起的認知功能障礙嚴重影響了患者的日常生活，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在認知障礙患者的康復(fù)評定和治療方面表現(xiàn)出非常好的前景[24-25]，Ku等[26]利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對腦創(chuàng)傷患者的思維認知能力進行評估和治療。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)評估與傳統(tǒng)的威斯康星卡片分類測試和統(tǒng)計參數(shù)圖方法的效果相同。對于學習障礙，Lannen等[27]用虛擬環(huán)境進行評估和治療，受試者的體感、知覺等均通過觀察和常規(guī)方法進行評估，結(jié)果顯示學習障礙可通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)加以控制和訓(xùn)練。

5 結(jié)論與展望

在康復(fù)評定與治療中應(yīng)用計算機技術(shù)是近年來研究較多的領(lǐng)域[28]，從以上學者的研究設(shè)計中不難發(fā)現(xiàn)，把計算機技術(shù)和康復(fù)評定結(jié)合起來，大都可以提高康復(fù)診療的效率，方便康復(fù)評定結(jié)果的儲存和查詢。對于康復(fù)機器人技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的利用，國內(nèi)相對較少，大部分研究與設(shè)計均集中在國外。然而，大部分康復(fù)評定系統(tǒng)只是側(cè)重于評定或者資料的保存，把康復(fù)評定與康復(fù)治療結(jié)合起來，利用康復(fù)評定結(jié)果智能化輸出針對性治療方案的康復(fù)評定系統(tǒng)鮮有耳聞。另外，已有的康復(fù)評定系統(tǒng)普遍存在缺少指導(dǎo)性的多媒體資料以及統(tǒng)計分析功能弱小等問題。康復(fù)評定是為了制定有效的康復(fù)治療計劃，計算機康復(fù)評定系統(tǒng)的開發(fā)涉及到醫(yī)學、工程學、計算機等多學科的交叉與融合，因此聚合具有不同學術(shù)背景的研究者共同設(shè)計開發(fā)出一套軟硬件結(jié)合、集康復(fù)評定與康復(fù)治療為一體的康復(fù)評定系統(tǒng)將是我們今后努力的方向，積極引入3D技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及遠程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來計算機康復(fù)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

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Design & Development Progress of the Computer Rehabilitation Evaluation System

【 Writers 】Fu Tengfei, Bai Yuehong Department of Rehabilitation Medicine, the 6th People’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200233

rehabilitation, computer, evaluation system

R247.9

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2013.06.016

1671-7104(2013)06-0441-03

2013-04-10

付騰飛，碩士研究生，E-mail: lingtuisi@163.com

白躍宏，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail: aibyhw@126.com

【 Abstract 】This review paper presents the current design & development progress and challenges of computer rehabilitation evaluation system.