基于互联网的远程康复医疗系统设计方法

创新大赛二等奖：基于互联网的远程康复医疗系统

获奖团队：至善队

获奖团队学校：东南大学

团队成员：王楠、李晓鹏、宋振中、朱澄澄、邵梦超

获奖作品简介：

设计目的：我国残障人数总计约6700万，是世界残障者最多的国家。此外，我国65岁以上的老年人口占全国人口总数的11%以上，并有持续增长的趋势。而我国现在的康复治疗师基数却仅有5460人。面对如此大的供需差距，我国“到2015年残疾人人人享有康复”的战略目标面临着严峻的挑战。建设一个健全的互联网远程康复医疗系统不仅使康复医疗变得更加容易，而且从患者角度出发使得康复训练更加人性化，集多项生理信息检测为一体，可帮助康复医师做出更为客观的康复评价，从而采取更加合理有效的康复治疗方案。
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基本思路：设计了一种基于网络的一对多远程康复训练机器人系统，并应用于临床康复训练。作品集基于人体工程学原理进行了机械臂的设计，并采用磁流变电机与力矩电机串联增加康复的安全性，同时对肌电信号、血氧饱和度等生理参数进行在线监测；运用计算机网络技术让患者可根据康复医师的远程设定进行康复训练；医师同时监控多个患者的康复训练过程大大降低了对康复训练医师数量的需求；身临其境的虚拟现实技术大大提高了康复训练的积极性与效果。实验表明我们所研制的网络化一对多远程助老助残康复机器人系统具有良好的适用性和有效性。?
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本作品的创新点体现在以下几点：?
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- 利用网络化遥操作机器人技术，把传统的患者医师面对面的康复训练变为远程康复训练，康复训练仪可用于养老院、社区医院、家庭，而不再局限于医院。

- 一对多远程监控模式使得一位治疗医师可同时监控多个患者的康复训练，解决了“患者多，治疗师少”的矛盾。

- 多款游戏界面的设计，可以满足不同患者以及患者不同康复阶段的需求，使患者摆脱了枯燥乏味的训练过程，而根据自己的兴趣爱好自由的选择游戏，轻松愉悦的完成康复训练。

- 远程康复训练机器人除了具备康复训练功能外，还可以将患者的病情反馈和康复评价集于一体。肌电信号的检测以及体温、脉搏、血氧饱和度等的实时监控可以更科学、更有效的对患者进行康复训练。

- 基于人体工程学原理的机械结构设计以及平稳可靠的驱动技术使康复训练更具有安全性、舒适性。

- 磁流变电机作为一种无源力发生器，产生阻尼训练模式下需要的阻尼力，安全可靠；而力矩电机则完成康复训练中的主被动模式和助力模式。两种电机的组合充分保证了康复训练的安全。
- 我们充分考虑到患者有盲人，聋哑人等，应用传统的人机接口不适于这些人群。因此，我们特别针对这部分患者，将康复训练信息和机器人状态信息以多媒体方式（语音、视频）传达给患者，使患者能够实时地了解到自己康复的程度、训练完成的好坏等等。?
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本作品的先进性体现在：?
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目前,国内在该领域进行研究的主要有清华大学、东南大学、上海交通大学、复旦大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等。其中, 上海交通大学和复旦大学合作展开了“神经的运动控制与控制信息源的研究”。其研究目的是提取神经信息，利用神经信息来控制电子假手。目前，七个自由度假手模拟装置已设计完成，神经信息的提取正在进行动物试验，信息的整合与控制电路的设计进展顺利。清华大学在国家“863”计划支持下，从2000年起即开展了机器人辅助神经康复的研究，研制了一种上肢康复设备UECM，可以在平面内进行两个自由度的运行训练。但是他们都只是进行的本地康复训练，而且是一对一的训练。本作品的主要突破即在于基于互联网，不仅可以实现远程康复医疗，即病人在家里或是社区医院即可进行康复医疗，而且可以实现一对多的医疗，即一个医生可以同时指导多名患者进行康复，大大的减轻了医师不足的压力。?
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总结：

产品可以同时实现上肢和下肢的康复训练；可以将患者的病情反馈和康复评价集于一体，更科学、更有效的对患者进行康复训练；可以用于养老院、社区医院、家庭等，而不再局限于医院；可以使得一位治疗医师可同时监控多个患者的康复训练，解决了“患者多，治疗师少”的矛盾。此外，我们充分考虑到患者有盲人，聋哑人等，应用传统的人机接口不适于这些人群。因此，我们特别针对这部分患者，将康复训练信息和机器人状态信息以多媒体方式（语音、视频）传达给患者，使患者能够实时地了解到自己康复的程度、训练完成的好坏等等。

据统计，目前我国医疗服务机构(包括社区医院)总共是31 万家。其中80%以上是个体诊所和县以下基层医疗机构。在这些医疗机构拥有的医疗仪器和设备中，有15%左右是? 0 世纪70 年代前后的产品，有60%是上世纪80 年代中期以前的产品。可以肯定，随着国民经济的不断发展，医疗机构将不断淘汰老、旧、残、次医疗器械，从而推动医疗器械行业的快速发展。加之本轮医疗体系建设的重点主要放在农村医疗服务体系和城市社区医疗服务体系，细分市场中的基础医疗器械的需求拉动将更加明显。

中国老龄科学研究中心搞过一项调查，我国城市老年人中，4 .8%的人拥有存款。随着我国经济的发展，老年人的退休金也将不断增加。预测表明，到? 2010年，我国老年人的退休金总额将达到73 19 亿元;到? 2020 年时将达到? 8145 亿元;到? 2030 年，将增加到8383 亿元。这些资金的一部分将进入市场消费。而家用医疗器械的消费市场旺盛与否，关键看有没有适应老年人需求的产品。

本产品单价只在5万以下，只要拥有一台家庭电脑，与互联网取得连接就可进行康复训练。而且随着进一步的开发，产品单价会越来越低，功能越来越多，相信会得到广大消费者的认可。