康复工程研究报告

康复工程研究报告一、定义康复工程是工程技术人员在全面康复和有关工程理论指导下，与各个康复领域的康复工作者，残疾人、残疾人家属密切合作，以各种工艺技术为手段，帮助残疾人最大限度地开发潜能，恢复其独立生活、学习、工作、回归社会、参与社会能力的科学。二、服务对象康复工程服务对象主要为：由于功能损失导致活动受限、参与局限的人群，包括残疾人、老年人和因受伤或疾病造成功能损失的人。三、康复工程的主要内容

主要包括：神经电极植人技术，功能性电刺激技术，各种生物信息（肌电、脑电、神经信息、声音信息等）的检出、处理及应用，神经网络、模糊控制、CADC/AM技术、生物机械及康复机器人、轮椅、语音识别系统、导盲器与助听器、假肢与矫形器技术等。四、残疾人辅助器具的分类国际标准化组织（ISO）在1992年颁布了国际标准ISO-9999《残疾人辅助器具分类》（TechnicalAidsforDisabledPersons-Clasification），将残疾人辅助器具分为十大类：1、治疗和训练辅助器具2、矫形器和假肢3、生活自理及防护辅助器具4、个人移动辅助器具5、家务管理辅助器具6、家庭及其他场所使用的家具及配件7、通讯、信息及信号辅助器具8、产品及物品管理辅助器具9、环境改善辅助器具和设备、工具及机器10、休闲娱乐辅助器具五、主要研究方向1、动力外骨骼矫形器外骨骼机器人是一种结合了人的智能和机械动力装置机械能量的人机结合的可穿戴装备从结构上来说，外骨骼机器人大致可以分为上肢外骨骼机器人“下肢外骨骼机器人”全身外骨骼机器人和各类关节矫正或恢复性训练的关节外骨骼机器人。从功能上划分，外骨骼装置大致可以分为2种：第一种是以辅助和康复治疗为主的外骨骼机器人，例如辅助残疾人或老年人行走的外骨骼机器人，还有辅助肢体受损或运动功能部分丧失的患者进行康复治疗和恢复性训练的外骨骼机器人；另一种是以增强正常人力量“速度”负重和耐力等人体机能的增力型外骨骼机器人。近年来，许多国家开展了外骨骼装备的研制，并逐步将其应用于军事作战装备辅助医疗设备助力设备等领域，其中美国和日本在外骨骼机器人的研制上取得的成果最为显著。外骨骼机器人在许多领域有着良好的发展前景，引起了各国的重视，近年来外骨骼机器人技术取得了突破性的发展，但有许多关键问题仍待解决：（1）体积较大动作笨拙，其环境的适应性和运动的灵活性较差；（2）与操作者的预期动作不吻合；（3）外骨骼机器人的能源使用效率不高；（4）控制系统的自适应能力和自学习能力较弱。另外，外骨骼机器人要真正用于实践，还要考虑其自身的质量问题、柔性安全问题、噪音问题、舒适度问题等。随着科技的进步和上述问题的解决，各种特殊功能的外骨骼机器人将广泛应用于民用康复治疗和军用助力装备方面，如用于肌肉萎缩或高位截瘫病人行走。2、环境控制系统和装置该系统是为丧失四肢活动能力、患有高位截瘫的病人提供享受教育、通讯联系、娱乐及其它生活需求而设计的。系统布置专门的环境,借助于电子计算机和通过患者尚能活动的器官与对应的换能器,实现对周围设备的控制,如使用电灯、收音机、电视机,拉窗帘,叫铃,打电话,调节多功能床,打字机,翻书页器,吃饭辅助器,洗澡辅助器,大小便辅助器等。有的环境控制系统还配备医用机器人,可以根据命令从冰箱或食品柜中取出饮料、食品,并根据需要喂食。这类控制系统主要由微型计算机、电视显示器、打印机和软磁盘组成。显示器上列出了所有周围设备名称并用箭头指出选中的设备。使用时,可以用吸气或呼气的气动换能器操作,也可以用舌动开关、红外线开关或声音识别控制箭头改变到需要的位置。此外,在环境控制系统中还具有字符处理能力,利用电视屏幕上半部分作为字母、数字和一些特殊符号的显示,下半部分则用于编辑。患者利用吸气、呼气选择字母、符号,于是就可以通过与系统连接的打印机将信件等输出。这方面的成就被誉为“康复工程学的成功范例”。3、康复机械手这类微机控制的机械手是专门为高位截瘫病人服务而设计的。康复机械手通过附在病人领下的换能器装置或声控,能按需要完成各项任务,如日常生活活动(ADL)、个人事务(操作个人计算机、电传机,进行办公资料处理等)以及娱乐(电子游戏机和画画等)。微机控制的假肢(Prosthessi)是康复工程的重要内容和组成部分,直接关系到残肢者的康复,涉及人口众多。据世界卫生组织(WHO)统计,全世界残疾人约占总人口数的5%。我国有6千万,其中肢体残疾者约8百万。假肢是人缺损肢体的人工替代物,用以弥补外形和功能。用假肢替代恢复手功能,抓物动作的运动控制至关重要。人体上肢机构模型27个自由度中,手指部分有20个自由度。假肢研究关键问题在于运动控制,运动控制的关键在于信息源。自从人体生物电信息之一的肌电信息应用于电子假手的控制,1948年德国RehtofdRector研制成功世界上第一只肌电控制假手以来,至今世界上商品化的假肢已达上千种,给数以千万计的残肢者带来生机。自肌电信息控制电子假手诞生以来,利用更接近大脑控制的脑电信息控制电子假手、神经信息控制电子假手的研究不断取得新进展,尤其是我国首例残肢者的神经信息分析处理研究在国家自然科学基金重点资助下取得重要成果,为神经信息控制电子假手的研究奠定了基础,引起美国等许多国家的关注。下肢假肢的智能化研究也不断取得进展,德国OtotBock假肢矫形器工业有限公司新近推出的新一代产品智能仿生腿，已于2002年问世。它具有一个完全由电脑控制步态的假肢膝关节系统,在膝关节及脚部设有受力传感装置,可将假肢的运动状态以50次/s的采样频率向电脑提供信息,从而由电脑向膝关节发出指令使使用患者在下楼梯、走斜坡或高低不平的复杂路面状况下,仍能获得极高的安全性和如同健全人一样平稳自如的步伐。在假手控制方面,应用SUvA传感器的感应电子假手可以识别握在手中物体的位置变化,从而自动调整握力,避免物体由于重量改变而造成下滑。至今,假手里已能安装15个小电机,用AR模型识别肌电信号。视向命令系统用计算机确定物体空间位置,并控制驱动电机,使假手臂能像正常手臂一样,朝视线方向运动。4、假肢技术近代假肢技术可以说是随着电动假手、肌电假肢和智能假肢的发展而日趋现代化。近几年围绕着提高控制的可靠性、仿生性和提高患者的舒适性等目标在继续发展。在上肢假肢的研究中,为了同时满足电动假手在力量、速度和工作效率方面的要求,PuchhammerG研究了智能驱动器(smartactuator),运用电控的变换齿轮实现体积、重量、功率和速度的最佳匹配。日本则在将超声马达用于假手方面进行了有益的尝试。患者初步应用表明该假手有力量大、噪声小的优点,在日常生活中有效性更好。提高肌电假肢控制的可靠性,一直是肌电假肢中具有挑战性的问题。在下肢假肢中,智能假肢是90年代以来的研究与发展的热点。有关研究仍在继续开展。在摆动期控制原理中,除了已有的跟踪步速变化的智能控制外,清华大学研究了采用肌电信号进行路况识别的摆动相控制智能假肢。另一方面,从某种意义上来看对支撑期的控制问题更为重要,特别是在特殊路面情况下的控制问题。目前已有人注意这方面的研究。日本NosakaT研制了在支撑期用液压而在摆动期用气动控制的膝关节,据说性能优于德国的3R60。还有文献表明,适合在冰面上行走的假肢也在研究之中。舒适性问题在下肢假肢中尤为重要,其中关键在于冲击的吸收,特别是在足跟触地、支撑期开始的头20-30ms。此时冲击载荷的高频分量会引起软组织损伤。因此,除了继续改善假脚的性能外,近几年有些厂家开发了有吸收垂直冲击能力的腿管。这种腿管可降低传至残端的冲击,提高假肢的舒适性。提高假肢的舒适性不仅要有性能优越的部件,还需要有科学的处方。为了给优化假肢处方提供技术支持,韩国学者研究了包括膝关节、足-踝组件,乃至于有限元接受腔-残端模型在内的系统模拟分析软件系统，该系统可用于下肢假肢处方的优化。六、国家对残疾人康复工程的优惠政策和费用标准2008年，中共中央、国务院《关于促进残疾人事业发展的意见》要求继续实施国家重点康复工程，着力解决农村及边远地区贫困残疾人康复难的突出问题。制定和完善残疾人康复救助办法，对贫困残疾人康复训练、辅助器具适配等基本康复需求给予补贴。各地要按不低于中央财政补贴标准投入相应配套经费。街道、乡镇训练指导师的工资补贴和培训经费由地方政府负担或从其他途径解决。中央财政按照每人100元对肢体残疾人社区康复训练给予补贴。通过中国残联专项彩票公益金项目，按照每例6600元，对1万例贫困肢体儿童矫治手术及术后康复训练给予补贴，各地要根据当地实际情况，配套投入肢体儿童机构每名不低于2000元的康复训练经费及每名不低于100元肢体残疾人社区康复系列经费，伺时投入相应的中国残联专项彩票公益金项目工作管理经费。残疾人康复工程，目前还不是所有残疾人都可以享受的政策，各省都有具体的规定，如浙江省规定，对家庭人均年收入在最低生活保障标准150%以内的、有适应指征，并有康复需求的符合条件的残疾人实施康复补助，为符合条件的下肢缺失的残疾人安装假肢，费用标准每条下肢平均10000元。政策依据为中共中央、国务院《关于促进残疾人事业发展的意见》(中发[2008)7号）；中国残疾人联合会《关于印发<视力残裹康复“十一五”实施方案）实施办法》（全康办[200714号）、《关于印发（听力语言残疾康复“十一五”实施方案）实施办法》(全康办[2007)5号），《关于印发（肢体残疾康复“十一五”实施方案）实施办法》的通知（全康办[2007]7号）。七、矫形器市场分析

矫形器的下游消费市场包括医院、康复中心、医疗器械专卖店等医疗场所。

医院是这些医疗场所中矫形器的主要消费领域，每年有多数病人因运动或交通事故损伤需要在医院安装上肢/下肢/脊柱矫形器。随着矫形器原材料工艺的改进，舒适度的增强，愿意接受矫正的患者将会越来越多，未来医院的消费市场潜力巨大。

康复中心也是矫形器生产企业所不可忽略的消费市场，虽然市场容量远没法和医院相比，但它专业性的康复机构还是吸引着越来越多的愈康复患者，未来市场发展不可小看。

理论来说，医疗器械专卖店是矫形器的专业销售场所，但受于患者矫形器的佩戴需要在医师的指导下进行，故患者直接从专卖店购买矫形器的几率很小，除非患者从医院够买不到的时候，才可能在医师指导下从相应医疗器械专卖店购买，也就是说医疗器械专卖店的矫形器消费是医院的补充。安装假肢、矫形器需要在医院医生的指导下进行，通过医院渠道销售的假肢、矫形器市场存在巨大增长潜力。我国各类残疾人总数为八千多万，其中肢体残疾的为两