本技术涉及评估康复技术领域,介绍了一套结合中医康复理论的卒中患者综合评估与康复系统。该系统涵盖设备安装与数据采集、数据预处理、特征集构建及评估模块,旨在为卒中患者提供全面的身体与心理评估和康复方案。
背景技术
卒中,也称为中风,是由于脑部血流供应突然中断或脑血管破裂导致的急性脑损伤。根据卒中的类型,可以分为缺血性卒中(占大多数)和出血性卒中。缺血性卒中是由于脑血管阻塞或狭窄引起,出血性卒中则是脑血管破裂导致血液渗入脑组织。在全球范围内,卒中是死亡和残疾的第三大主要原因。随着全球人口的不断增多和老龄化现象的日趋严重,脑卒中的患病率和致残率预计仍会呈上升趋势。卒中对患者的身心会产生极大的危害,卒中会带来的身体影响分为:1).肢体功能障碍:卒中最常见的身体影响是偏瘫患者(单侧肢体无力或瘫痪)通常会失去对一侧身体的控制能力,表现为手臂、腿部无力,行动困难。2).平衡与协调问题:由于大脑中控制平衡和运动协调的区域受损,患者出现步态不稳、眩晕等问题,增加跌倒的风险。3).癫痫发作:部分卒中患者会在发病后经历癫痫发作,这是由于大脑损伤后神经活动异常引起的。卒中会带来的心理影响分为:1).抑郁和焦虑:卒中后的常见心理反应是抑郁症和焦虑症,尤其是那些失去行动和独立能力的患者。身体功能的丧失加上对未来的不确定性,会使他们感到无助、孤立甚至对生活失去信心。2).认知功能下降:卒中影响大脑的认知区域,导致记忆力下降、注意力不集中、思维混乱和判断力下降。这些问题会影响患者的日常生活,导致他们难以完成以前熟练掌握的任务。3).心理压力和社会适应困难:由于卒中导致的生活质量下降和角色变化,患者往往会感受到巨大的心理压力。一些人会觉得自己成为家庭的负担,难以重新适应工作和社会生活,这进一步加剧了他们的心理困扰。
身心评估有助于早期发现和识别卒中后的各种身心问题,如运动障碍、感觉障碍、认知障碍、心理障碍等。康复治疗可有效帮助卒中患者恢复或改善受损的功能,如肢体运动功能、感觉功能、认知功能等,提高患者的日常生活能力和生活质量。身心评估是康复治疗的前提和基础,只有通过全面的身心评估,才能制定出科学合理的康复治疗方案。同时,康复治疗的效果也需要通过身心评估来进行监测和评估。为此我们需要在现有医学体系上针对卒中患者的身心评估与康复提出合一化的行之有效的方案。西方医学对于卒中患者的身体心理评估和康复采取系统化、循证医学的基础办法。对于患者身体评估,多采用影像学CT扫描和国家卒中量表(National Institute ofHealth stroke scale,NIHSS)神经学评估。对于心理评估,多采用Barthel指数评估患者日常生活活动(Activity ofdaily living,ADL)的独立性,如穿衣、进食、如厕等以及Fugl-Meyer评估法(Fugl-Meyer assessmentscale,FMA)评估运动功能的恢复,尤其是上肢和下肢的运动能力。西医在卒中患者身体和心理状况的评估上,采用先评估再进行康复训练最后再评估的循环方案,尽管有较为严谨的量化工具和标准化流程,但仍存在对心理健康评估的重视不足、整体健康评估片面化、个性化评估不足等问题。另外,西医的康复内容主要包括身体上的渐进性抗阻训练、步行训练、关节活动度练习,心理问题干预上采取开具抗抑郁药物的疗法。西医通常强调卒中急性期的治疗,康复阶段的时间窗口在西医中常常较为有限。西医治疗还导致药物依赖性与副作用。西医的局部性治疗,过度强调物理功能恢复,忽视心理和整体调适,导致康复效果不佳。
与此不同的是,中医在卒中患者身体和心理状况的评估上,采用独特的整体观念和辨证论治的思路,通过望、闻、问、切“四诊合参”对患者进行全面的评估。与西医相比,中医更强调个体化和整体调理,不仅关注具体的症状,还关注患者的整体状态、情绪和社会环境。中医在卒中(中风)康复方面有一套独特的手段,注重整体调理和个体差异的辨证施治,涵盖了身体和心理两方面的综合调理。包括针灸、推拿、中药调理、情志调理、气功太极等,注重整体调理和个体差异,既涵盖身体功能恢复,又调理心理健康。相比西医的标准化、局部化治疗,中医的治疗方法更加灵活、自然,副作用少,并且在长期康复和心理调节上具有显著优势。中医强调整体观和辨证论治,注重调节身体的平衡与气血,追求治病的同时达到养生的目的。这种“治未病”的理念吸引了不少注重长期健康和预防疾病的人群。随着生活水平的提高,人们对健康的关注度增加,需求也变得多样化。但同时中医在卒中身心评估方面,缺乏像西医那样经过严格验证和广泛认可的评估工具和标准,这导致评估结果的主观性较强。综合比较中西医对于卒中身心评估和康复的理论方法,中医的这种“整体调节、未病先防”的理念与现代人追求健康管理的趋势相契合,我们更加需要一种基于中医康复理论的卒中评估康复系统,需要在传统中医疗法上融合西医量化流程和评估-训练-评估循环理论,避免机理不清和客观化缺失的缺陷。
目前随着科技发展,人工智能(Artificial Intelligence,AI)和大语言模型(如GPT-4)在卒中患者的身体和心理评估与康复中正逐渐发挥越来越大的作用。通过机器学习和深度学习技术,AI可以分析CT、MRI等医学影像,帮助医生更快、更精准地诊断卒中类型、受损脑区以及出血或梗塞的严重程度。AI驱动的康复机器人可以帮助卒中患者进行肢体康复训练,例如上肢、下肢的运动训练。机器人能够根据患者的具体康复情况,实时调整训练强度和方式。通过分析患者的面部表情、语音语调和语言内容,AI可以评估患者的情绪状态,包括焦虑、抑郁、应激反应等。大语言模型可以通过对患者的对话记录或语音日志进行分析,识别情绪变化并给予相应的心理干预建议。人工智能和大语言模型目前具备了高效精准、个性化和动态调整、全程性、普及性与低成本等优势,将大大助力于卒中患者身心评估与康复,再结合中医康复理论,可以进行更接地气、更有效的康复。
对身体运动的功能评定在康复治疗过程中占据着重要的地位。目前针对脑卒中后运动功能障碍,西医临床多采用量表进行评定,其常用量表大致分为以下几大类:①以肌肉情况变化为主②以运动模式改变为主③以上肢功能变化为主。中医主要通过望闻问切等中医技法诊断。但是以上这些方法均存在一些局限性:1)记录、审查和分析过程需要耗费大量人力和时间;2)评定分析的主观性较强。因此,需要一种采用高精度设备结合AI智能识别算法对身体情况实时进行精细化数据采集(如发明专利CN202410333606.0“一种脑卒中康复质量评估系统及其评估方法”,通过人工智能采集患者身体数据,但存在未做到实时精细化捕捉患者身体数据缺陷,因此我们需要一种可实时捕捉患者运动数据的高精度采集方案)。同时在临床康复和社区康复的环境下,常用的机器视觉分析装置以及惯性、压力传感器对身体整体运动功能评定结果展示出数据的单一性即评估的不完全性(如发明专利CN202210827083.6“一种用于脑卒中患者的多维度下肢康复评定装置及评定方法”,针对下肢运动进行分析评估,但存在缺乏全身运动评估的缺陷,因此我们需要一种对患者全身各类运动数据而非单一类型采集的方案)。此外,有一些研究开展了卒中患者预后心理康复评估系统的开发(如发明专利CN202110792300.8“基于互联网终端自动数据采集的脑卒中患者心理评估系统”,采用“问卷评分+专家干预”手段对患者心理进行评估,存在评估康复智能化程度低难以精准评价的缺陷,我们需要一种智能化的心理评估方案、如发明专利CN202210188719.7“一种用于脑卒中患者的积极心理护理干预系统”,通过图像视频分析心理趋向,但存在评估治疗主动性不足的缺陷,我们需要一种在心理评估完成后及时给出智能康复响应的系统),但仍然存在着改进的空间:1)仍需医生在场实时问答评估,不便于在患者家庭、社区环境下开展数据采集和评定工作;2)评估量表主观化程度过高,缺乏客观人体数据进行辅助验证结论;3)未深度结合以中医康复理论进行系统开发,仅停留在病症表面。同时,针对卒中患者身心评估和康复,有很多研究展开了算法与医学理论的融合(如发明专利CN202311686157.X“一种轻量级视觉姿态评估与无接触情绪引导康复系统”,通过算法训练识别人面部表情预测情绪,但存在训练方式无法针对每个用户形成个性化预测即算法训练个性化缺失,我们需要一种基于AI的个性化训练方式),但仍然具有以下问题:传统训练的死板和教条性,无法进行个性化训练,掌握每个患者特有的身体运动和心理表达特征;训练过程缺乏基于中医运动功法的参数指导,未能进行一些与评估无关数据的删减,在医学严谨性上存在缺失。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)传统训练的死板和教条性,无法进行个性化训练,掌握每个患者特有的身体运动和心理表达特征;
(2)训练过程缺乏基于中医运动功法的参数指导,未能进行一些与评估无关数据的删减,在医学严谨性上存在缺失。
实现思路