創(chuàng)新大賽二等獎：基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程康復醫(yī)療系統(tǒng)

獲獎團隊：至善隊

獲獎團隊學校：東南大學

團隊成員：王楠、李曉鵬、宋振中、朱澄澄、邵夢超

獲獎作品簡介：

設計目的：我國殘障人數(shù)總計約6700萬，是世界殘障者最多的國家。此外，我國65歲以上的老年人口占全國人口總數(shù)的11%以上，并有持續(xù)增長的趨勢。而我國現(xiàn)在的康復治療師基數(shù)卻僅有5460人。面對如此大的供需差距，我國“到2015年殘疾人人人享有康復”的戰(zhàn)略目標面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。建設一個健全的互聯(lián)網(wǎng)遠程康復醫(yī)療系統(tǒng)不僅使康復醫(yī)療變得更加容易，而且從患者角度出發(fā)使得康復訓練更加人性化，集多項生理信息檢測為一體，可幫助康復醫(yī)師做出更為客觀的康復評價，從而采取更加合理有效的康復治療方案。
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基本思路：設計了一種基于網(wǎng)絡的一對多遠程康復訓練機器人系統(tǒng)，并應用于臨床康復訓練。作品集基于人體工程學原理進行了機械臂的設計，并采用磁流變電機與力矩電機串聯(lián)增加康復的安全性，同時對肌電信號、血氧飽和度等生理參數(shù)進行在線監(jiān)測；運用計算機網(wǎng)絡技術讓患者可根據(jù)康復醫(yī)師的遠程設定進行康復訓練；醫(yī)師同時監(jiān)控多個患者的康復訓練過程大大降低了對康復訓練醫(yī)師數(shù)量的需求；身臨其境的虛擬現(xiàn)實技術大大提高了康復訓練的積極性與效果。實驗表明我們所研制的網(wǎng)絡化一對多遠程助老助殘康復機器人系統(tǒng)具有良好的適用性和有效性。?
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本作品的創(chuàng)新點體現(xiàn)在以下幾點：?
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- 利用網(wǎng)絡化遙操作機器人技術，把傳統(tǒng)的患者醫(yī)師面對面的康復訓練變?yōu)檫h程康復訓練，康復訓練儀可用于養(yǎng)老院、社區(qū)醫(yī)院、家庭，而不再局限于醫(yī)院。

- 一對多遠程監(jiān)控模式使得一位治療醫(yī)師可同時監(jiān)控多個患者的康復訓練，解決了“患者多，治療師少”的矛盾。

- 多款游戲界面的設計，可以滿足不同患者以及患者不同康復階段的需求，使患者擺脫了枯燥乏味的訓練過程，而根據(jù)自己的興趣愛好自由的選擇游戲，輕松愉悅的完成康復訓練。

- 遠程康復訓練機器人除了具備康復訓練功能外，還可以將患者的病情反饋和康復評價集于一體。肌電信號的檢測以及體溫、脈搏、血氧飽和度等的實時監(jiān)控可以更科學、更有效的對患者進行康復訓練。

- 基于人體工程學原理的機械結構設計以及平穩(wěn)可靠的驅動技術使康復訓練更具有安全性、舒適性。

- 磁流變電機作為一種無源力發(fā)生器，產(chǎn)生阻尼訓練模式下需要的阻尼力，安全可靠；而力矩電機則完成康復訓練中的主被動模式和助力模式。兩種電機的組合充分保證了康復訓練的安全。
- 我們充分考慮到患者有盲人，聾啞人等，應用傳統(tǒng)的人機接口不適于這些人群。因此，我們特別針對這部分患者，將康復訓練信息和機器人狀態(tài)信息以多媒體方式（語音、視頻）傳達給患者，使患者能夠實時地了解到自己康復的程度、訓練完成的好壞等等。?
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本作品的先進性體現(xiàn)在：?
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目前,國內(nèi)在該領域進行研究的主要有清華大學、東南大學、上海交通大學、復旦大學、哈爾濱工業(yè)大學、哈爾濱工程大學等。其中, 上海交通大學和復旦大學合作展開了“神經(jīng)的運動控制與控制信息源的研究”。其研究目的是提取神經(jīng)信息，利用神經(jīng)信息來控制電子假手。目前，七個自由度假手模擬裝置已設計完成，神經(jīng)信息的提取正在進行動物試驗，信息的整合與控制電路的設計進展順利。清華大學在國家“863”計劃支持下，從2000年起即開展了機器人輔助神經(jīng)康復的研究，研制了一種上肢康復設備UECM，可以在平面內(nèi)進行兩個自由度的運行訓練。但是他們都只是進行的本地康復訓練，而且是一對一的訓練。本作品的主要突破即在于基于互聯(lián)網(wǎng)，不僅可以實現(xiàn)遠程康復醫(yī)療，即病人在家里或是社區(qū)醫(yī)院即可進行康復醫(yī)療，而且可以實現(xiàn)一對多的醫(yī)療，即一個醫(yī)生可以同時指導多名患者進行康復，大大的減輕了醫(yī)師不足的壓力。?
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總結：

產(chǎn)品可以同時實現(xiàn)上肢和下肢的康復訓練；可以將患者的病情反饋和康復評價集于一體，更科學、更有效的對患者進行康復訓練；可以用于養(yǎng)老院、社區(qū)醫(yī)院、家庭等，而不再局限于醫(yī)院；可以使得一位治療醫(yī)師可同時監(jiān)控多個患者的康復訓練，解決了“患者多，治療師少”的矛盾。此外，我們充分考慮到患者有盲人，聾啞人等，應用傳統(tǒng)的人機接口不適于這些人群。因此，我們特別針對這部分患者，將康復訓練信息和機器人狀態(tài)信息以多媒體方式（語音、視頻）傳達給患者，使患者能夠實時地了解到自己康復的程度、訓練完成的好壞等等。

據(jù)統(tǒng)計，目前我國醫(yī)療服務機構(包括社區(qū)醫(yī)院)總共是31 萬家。其中80%以上是個體診所和縣以下基層醫(yī)療機構。在這些醫(yī)療機構擁有的醫(yī)療儀器和設備中，有15%左右是? 0 世紀70 年代前后的產(chǎn)品，有60%是上世紀80 年代中期以前的產(chǎn)品。可以肯定，隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，醫(yī)療機構將不斷淘汰老、舊、殘、次醫(yī)療器械，從而推動醫(yī)療器械行業(yè)的快速發(fā)展。加之本輪醫(yī)療體系建設的重點主要放在農(nóng)村醫(yī)療服務體系和城市社區(qū)醫(yī)療服務體系，細分市場中的基礎醫(yī)療器械的需求拉動將更加明顯。

中國老齡科學研究中心搞過一項調(diào)查，我國城市老年人中，4 .8%的人擁有存款。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，老年人的退休金也將不斷增加。預測表明，到? 2010年，我國老年人的退休金總額將達到73 19 億元;到? 2020 年時將達到? 8145 億元;到? 2030 年，將增加到8383 億元。這些資金的一部分將進入市場消費。而家用醫(yī)療器械的消費市場旺盛與否，關鍵看有沒有適應老年人需求的產(chǎn)品。

本產(chǎn)品單價只在5萬以下，只要擁有一臺家庭電腦，與互聯(lián)網(wǎng)取得連接就可進行康復訓練。而且隨著進一步的開發(fā)，產(chǎn)品單價會越來越低，功能越來越多，相信會得到廣大消費者的認可。