为了更好地促进运动康复和实现运动控制，自动化和机器人辅助的运动康复自上世纪90年代开始出现[1]。作为医疗机器人的一个重要分支，康复机器人是工业机器人和医用机器人的结合，其研究贯穿于康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域，已经成为国际机器人领域研究的热点之一。目前，康复机器人已广泛应用到康复治疗、假肢和康复护理等方面，它的使用不仅促进了康复医学的进步，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。近年来，国内外也开始进行了康复机器人在脊髓损伤的应用研究，为此，笔者在对康复机器人的发展、分类的基础上，着重对用于脊髓损伤的康复训练机器人研究进行了综述，希望对这一领域的临床康复训练提供参考。
1、康复机器人在国内外的发展康复机器人研究的起步阶段要追溯到20世纪80年代，Handy[2]是第一台在商业上获得巨大成功的机器人，由英国MikeTopping公司于年研制，属于辅助型康复机器人。同时，国内外许多机构开始利用机器人进行康复训练及减重步行辅助训练[3]。德国自由大学研制出名为MGT型康复机器人[4]，韩国国立庆尚大学研制的康复机器人，重点研究人体上肢摆动频率和下肢运动的关系[5]。90年代后，机器人得到进一步的发展，美国的下肢康复机器人Litegait[6]和Robomedica[7]主要特点是利用相关支撑体支撑患者身体，使患者下肢不用支撑或部分支撑身体重量，并在这种条件下借助外界(人力或机械力)进行康复行走训练，训练效果较好。由瑞士研制的康复机器人Lokomat[8]在减重跑台设备外，左右两侧各拥有一个下肢康复机械臂。日本TokyoDenkiUniversity大学研制的针对截瘫、偏瘫的外部驱动式矫形器[9]，解决了该类型机器人由于速度、噪音、重量等因素而导致的康复训练效率低下的问题。英国研究者Hunt所在研究小组研制了一种斜躺式三轮康复训练踏车系统[10]，系统上安装有编码器和转矩传感器，分别用于测量踏板转动角度、角速度以及使用者的腿部力量。
在国内，康复机器人的研究工作虽然起步较晚，但也有多家大学和科研院所开展了康复机器人相关研究工作，主要有清华大学、哈尔滨工程大学、国家康复辅具研究中心、上海理工大学、华中科技大学等。清华大学研制的一种新型辅助上肢运动康复机器人[11]，采用二连杆机构模拟人体上肢，其中机器人上臂、前臂分别由两台伺服电机驱动，可以实现平面内的复合运动。哈尔滨工程大学开发的卧式下肢康复机器人[12]，由两个相同的三自由度机构来给予人体下肢以支撑，模拟人体下肢的运动规律，通过计算机控制下肢关节的运动轨迹，由康复机器人带动人体下肢做各种康复训练，达到锻炼人体下肢的目的，但遗憾的是，上述科研产品实际临床应用鲜见报道。最后，值得一提的是康复机器人除了在大学及研究机构的研究外，国内部分企业在康复机器人领域的研究及制造方面也在积极紧跟国际步伐，甚至也有一些自主创新，如一康、璟和技创、安阳神方等公司。
康复机器人技术现在是国际前沿技术，它的历史尽管不长，但是发展很迅速，美国、日本、英国、加拿大等国在康复机器人研究方面处于世界领先地位，而且其研究主要集中在康复机械手、医院机器人系统、智能轮椅、智能假肢、康复治疗机器人等几个方面。
2、康复机器人的种类康复机器人是帮助残疾人解决生活中活动困难的一种工具，使残疾人获得更好的独立生活能力，提高他们的生存质量。根据其主要作用可分为训练型机器人及辅助型机器人。其中，训练型机器人主要是帮助患者完成各种主、被动康复训练，减轻康复治疗师的劳动强度，解决人工帮助训练达不到全身所有肌肉和关节长时间活动的问题，如行走训练、手及上肢运动训练、脊椎运动训练、颈部运动训练等。辅助型机器人主要是帮助肢体运动有障碍的患者完成各种动作，如智能假肢、智能轮椅、导盲机器人、服务机器人等。
3、康复训练机器人在脊髓损伤康复中的应用研究康复训练机器人辅助训练在脊髓损伤康复中的作用已在近20年内得到证实[13]。MirzM,ZemonD,Rupp等[14]多中心的进行慢性不完全性脊髓损伤患者进行康复机器人训练的有效性研究，结果显示20例不完全性脊髓损伤病人在通过康复机器人的训练后，患者的步行能力明显提高而且在损伤程度重的患者恢复更显著。Mirbagheri,M.M,C.Tsao,C.,PelosinE.等[15]研究康复机器人训练对不完全性脊髓损伤患者痉挛踝部神经肌肉特性和随意运动的治疗效果，结果显示康复机器人训练系统具有修正异常功能反射的潜在功能，同时也可以改善患肢的自主运动能力。WinchesterP,MccollR，QuerryR，ForemanN等[16]研究康复机器人训练是否可以提高不完全性脊髓损伤患者脊髓上中枢神经的可塑性，结果显示明确任务（任务导向）的康复机器人训练可以提高SCI患者脊髓上中枢神经的可塑性，并且伴随功能性的改变。郭素梅、李建民、吴庆文等[17]进行了Lokomat全自动机器人步态训练对不完全性脊髓损伤患者步行功能的影响的相关研究，结果表明机器人自动步态训练能够有助于改善不完全性脊髓损伤患者的步行能力。Nef等[18]研发的ARMin是一款新型的外骨骼式上肢机器人，已通过众多的脑卒中和脊髓损伤患者的测试和改进，并指出未来的技术工作将集中在评价新的肩部刺激方法和实行并评价更深层次的ADL作业训练。Nooijen等[19]将51例脊髓损伤患者随机分为人工协助步行训练、智能减重步行训练、手动减重步行训练和机器人步行训练四组，完成12周训练，在训练前、后分别进行10M步行速度评价，研究结果表明，下肢康复机器人在改善步态方面有很大进步。
4、国内常用于脊髓损伤康复训练的机器人4.1下肢康复训练机器人
下肢康复机器人能使患者模拟正常人的步态进行步行训练，以训练下肢肌肉主动控制能力，恢复神经系统对行走功能的控制，达到恢复或改善步行能力的目的。
4.1.1Lokomat下肢机器人
特点：（1）受控制的步态矫正器带动患者下肢在跑台上进行运动，使大幅度的步态训练成为可能；（2）大大减轻治疗师的体力劳动强度；单个治疗师操作，患者的步态训练容易被监控和评估；（3）步态模式和导引力可根据患者的需要进行调整，以将功能训练最优化；（4）通过可视化的反馈训练，提高患者训练的兴趣和动力。
4.1.2Flexbot多体位智能下肢康复训练机器人
特点：（1）可提供不同体位的训练，如卧位、站立位等，适应不同时期病人，让机器人早期介入成为可能；（2）提供不同训练模式，如标准步行、踏步运动、单关节独立运动、自定义运动轨迹等；（3）提供评估工具，测定病人静止状态下肌肉收缩的最大力矩、测定病人关节被动活动范围、测定病人实时抗力反馈功能等；（4）提供步态分析功能，可分析髋、膝、踝关节及骨盆活动角度曲线，支撑相、摆动相数据、步宽、步长、频数、步速等；（5）包含情景互动和虚拟显示功能。
4.2上肢康复训练机器人
上肢康复机器人，运用计算机技术实时模拟人体上肢运动规律，拥有一个可调节的上臂支持系统，增加的智能反馈和三维运动空间，可使功能治疗训练在一个虚拟的环境中进行。使上肢在负重或者减重的状态下进行训练，并提供高质量的反馈信息，跟踪患者训练后的康复程度。
MJS上肢多关节复合运动控制系统
特点：（1）可对单关节运动或多关节复合运动进行评定和训练；（2）内预置了54个评定与训练方案，也可由医务人员自行设计评定及训练；（3）不同于等速、CPM等单关节单轴运动，MJS可对关节进行活动范围、本体感觉、协调性、力量的综合训练。
5、总结与展望由于脊髓损伤所致的神经功能缺失具有不可逆性，损伤的神经元难以再生，且在脊髓损伤康复治疗仍没突破的今天，康复机器人的发展，显然给脊髓损伤康复带来一线希望。对不完全性脊髓损伤患者来说，需要康复来恢复下肢运动功能，步行功能训练对于重建步行功能非常重要，动物实验发现[20]，步行训练能够选择性增加运动神经通路，增加运动池的协调，激活很少量的神经元，利用残存的神经输出来控制站立和步行。近10年来，下肢外骨骼机器人在不完全性脊髓损伤患者步行功能训练中的应用越来越广泛[21]，可为下肢提供重复的、助力或抗阻的步行训练[22]。虽然现阶段用于脊髓损伤患者步行功能训练的下肢外骨骼机器人依然存在一定缺陷和不足，但其在恢复下肢步行功能方面已显示出极大潜力，在很多方面都有很大的研究价值。另外，值得一提的是智能轮椅[23-26]作为辅助型康复机器人的一个重要组成部分，也越来越得到研究人员的重视。在过去的十多年里，美国、德国、日本、法国、加大、西班牙及中国等国家均曾成立专项基金对智能轮椅相关技术进行研究。智能轮椅的出现，使下肢行动不便患者的运动范围得到很大程度扩大，他们甚至不用别人来帮忙，就能够用手等部位操作智能轮椅。如意大利的TGRSRL公司生产了一种结合轮椅与小车结构的智能轮椅Explorer[27]，它不仅能在规则的地形上行走，而且可以上下楼梯。而日本尖端科学院研制的带有“SOS”系统的智能轮椅[28]，能够实时捕捉全方位色彩图像和信息范围，在其运动环境中能自动检测和避免危险物体，而且具有远程协助功能。最后，上肢康复机器人在脑卒中的应用研究已较多，但其在脊髓损伤的应用研究仍然较少，相信未来上肢机器人在颈段脊髓损伤上肢功能的研究应该有一定空间。
总之，现代治疗方法的理念是目标针对性的(即训练是功能本身)，并且依赖于重复性、强化训练的原则[29-30]。机器人设备能够在精确控制的环境下为患者提供安全重复性地高强度较长时间的步态训练，其在康复领域特别在脊髓损伤康复中的应用有其明显的优势。
参考文献略
《世界康复工程与器械》2?
刘四文石芝喜（广东省工伤康复中心）
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