脑控外骨骼
文/双鱼仙龙
外骨骼让站立移动行走回归本能。
外骨骼机器人，
是一种先进的康复机器人，
外骨骼机器人是一种
可穿戴式的下肢康复训练
与评估系统，
主要针对脑卒中等神经损伤患者，
进行安全定量的多步态行走训练。
为截瘫、偏瘫、脑瘫，
及老年退行性行走衰弱、
骨关节炎及下肢运动损伤等，
提供了可治愈的，
有效康复治疗手段，
改变了截瘫、偏瘫、脑瘫，
等“三瘫”重大恶性疾病，
过去几乎无法康复现象，
建立了我国智能康复医学新格局。
AiWalker下肢外骨骼康复机器人，
以自然行走步态、
以真实行走方式，
支撑并带动下肢运动，
功能障碍患者进行康复训练。
能够充分激发患者，
残在的肌体功能，
重塑患者正确行走姿态，
锻炼患者平衡运动能力，
及行走肌肉和神经，
促使患者的运动能力，
在短时间内获得大幅度提升。外骨骼机器人的适用病症
▶脑损伤。
包括脑卒中、脑外伤、
脑瘫、脑瘤后遗症、帕金森等；
▶脊髓脊柱损伤。
包括创伤性脊柱脊髓损伤、
脊髓炎等；
▶老年下肢退行性病变。
包括骨性关节炎、行走衰弱等；
▶运动损伤。
包括下肢骨折、肌肉拉伤、
腰、膝、足踝运动损伤等。
外骨骼机器人的临床应用效果
外骨骼机器人，
在为患者训练治疗时，
采用设定的仿生行走运动，
控制穿戴者以治疗类人步态，
进行真实地面或悬空行走式训练。
▶行走运动功能恢复
▶纠正异常行走步态，
重塑正确行走姿态：
▶运动功能恢复与保持.
▶增强神经系统的协调性
▶纠正异常行走步态，
重塑正确行走姿态：
▶缓解肌肉痉挛
▶防止关节肌肉挛缩
▶防止骨质疏松，增加肌肉量：
▶改善心肺功
▶防止压疮感染：
▶胃肠消化能力提升
禁忌症
(1) 长期卧床或超过 1 年
未进行站立训练患者；
(2) 下肢静脉血栓；
(3) 皮肤完整性受损的患者不适用，
(4) 严重外伤可能致摩擦感染，
有出血倾向患者；
(5) 会带来不可控制感染风险；
(6) 肌张力等级大于 2 级；
(7) 有严重挛缩患者，；(
8) 其他站立或者行走的禁忌
(9) 心功能障碍患者，
(10) 严重心脏病及并发症患者；(11) 严重慢性阻塞性肺疾病的患者；
(12) 精神疾病患者心理障碍
有攻击行为患者；
(13) 严重认知或者视觉缺陷患者。
与人脑接口结合相结合
会拓宽适用范围，
更好建立大脑联络，
脑机接口和外骨骼都是高新技术，两者融合成一种新产物——
脑控外骨骼。
脑机接口
(Brain-computer interface, BCI)，
是一种非肌肉控制的通讯技术，
将人脑的信号直接转换成，
控制外部设备的命令，
信息的传递无需，
经过外周神经和肌肉组织。
大脑在进行思维活动、
产生动作意识，
或者受到外部感觉刺激时，
伴随有神经系统的一系列活动，
通过检测这些神经活动，
再经过信号处理，
从中辨别出人的控制意图！
典型的 BCI 系统通常包括
信号采集、信号处理，
与模式识别和设备控制三个部分。
脑控下肢外骨骼就是：
通过采集脑电信号，
将脑电信号进行处理，
包括脑电信号的预处理、
特征提取及模式分类处理过程，
进而转化为能够直接控制
外部电机设备动作的相应命令，
从而带动下肢外骨骼运动。
阶段1： 坐式脑控阶段：
阶段2：站式脑控阶段：
阶段3：步态被动训练阶段
阶段4：步态主动训练阶段：
阶段5：脑控外骨骼被动行走训练：阶段6：脑控外骨骼主动行走训练：
最终病人将实现EEG控制机动外骨骼。
如何提高 EEG 信噪比
以及如何对脑电信号进行有效，
的特征提取和分类，
仍是基于运动想象，
的脑－机接口的重要研究内容。
未来的脑控下肢外骨技术，
应设计 “多重控制策略”，
通过传感器感知外骨骼
穿戴者与外骨骼之间的交互力，
用于制造外骨骼框架的材料
应该具有低密度高强度
和韧性的特性 ( 例如碳纤维) ，
实现装备的便携化。
脑控技术应该完成
多传感器数据采集、特征提取
以及运动识别算法的设计与实现，
以提高脑电信号识别系统
的综合识别率，
提高在线识别精度的
同时提高脑控技术的控制精度。