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幻想设计总监向客户展示康复医疗器械外观设计方案

返回列表 来源:幻想设计 浏览:- 发布日期:2016-08-16 14:15:37【

幻想设计发现人因工程在医疗专业装备领域应用较为广泛,在很多医疗器械的设计和研发方面,都可以得到应用。我国载人航天工程副总设计师、国际宇航科学院院士、中国航天员中心“人因工程国家级重点实验室”主任陈善广就曾提出:人因工程学与其他相近学科的不同之处在于,不仅将人、机器以及环境作为一个整体系统来考虑,更是强调了在系统设计中其充分考虑人的生理、心理特性以及人的能动作用。康复医疗器械设计创新的过程就很好地体现出了这一原理应用。

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当前社会人口老龄化问题日趋严峻,因此康复医疗器械是我国急待发展的医疗装备。据统计,在中国六十五岁以上的年龄段,每十九个老人当中就有一个是中风瘫痪患者,而且这个数据还在逐年上升。这些中风瘫痪患者缺乏基本的自理能力,需要专人照顾才能维持基本生活,拖累家庭、影响社会和谐发展。因此,若通过康复医疗器械辅助治疗,引导自行康复训练、逐渐恢复行动能力,将可有效缓解人口老龄化所造成的各类社会矛盾,为老年人、为众多家庭创造美好生活奠定良好基础。但是当前市场上的医疗康复产品,普遍缺乏人因数据支撑与科学量化管理,使产品的治疗功能效率低下,在产品的操作便利性方面更缺乏设计考虑,造成康复效果不尽如人意,造成了我国康复器械产品行业整体水平低下、鱼龙混杂的现状。因此,要推动康复医疗器械的设计创新,我们就必须借助有效的科学手段——人因工程学。

以用于老年人中风偏瘫治疗的“脑控机械外骨骼”项目为例。一般说来,老年人中风偏瘫主要表现为:由于脑部指挥运动机制的脑神经元损伤导致头部难于发出运动控制指令,从而导致骨骼和肌肉长期得不到锻炼,引起肌肉萎缩、骨骼疏松。

这是因脑部神经元损伤,无法有效发出各种运动指令。针对该问题,我们不难发现,如果通过人工方式去重构模拟各种运动指令,能有效地恢复“脑部神经元”。首先利用人因测评的实验方法,有效收集人的坐姿、站姿、蹲姿、躺姿、卧姿、以及思维发出的脑电波的各项数据,然后由脑神经学专家和运动康复专家将收集的各项数据转化成脑电数据,随后通过脑电的异步“脑-机接口”技术模拟中枢神经通路,解码患者的运动意念信息,进而驱动多级神经肌肉电刺激技术与模拟周边神经通路,刺激瘫痪的肢体产生对应动作。

而当瘫痪肢体收到了这些脑电运动信号,刺激肌肉(骨骼)做出最简单的曲张动作加以回应,进行一些最简单的绷紧和舒缓动作。当这些骨骼简单曲张动作和肌肉简单绷紧舒缓的动作重复多次后,患者的肢体的植物神经元会产生一种潜意识的记忆功能,这种记忆功能可以自动记忆骨骼和肌肉的动作过程与运动幅度,并逆向反馈给脑部指挥运动机制的脑神经元,促进脑神经元的再生。此后,脑神经元在再生期间断断续续地发出运动控制指令,指挥身体慢慢地进行更高一级的肌肉(骨骼)运动。

当然,在项目的设计创新过程当中,我们还将“无创脑电传感模块、想象动作特征检测模块、运动意图识别模块、指令编码接口模块、刺激信息调理模块、刺激电流输出模块”六个模块进行糅合,通过反应束将信号直接发送到身体各个肢体机械运动部件上,辅助身体的各个部位做出相应的动作。通过脑部运动控制神经元与肌肉(骨骼)之间“输入——动作——记忆——反馈”的迭代循环,使患者的脑部运动控制神经元完全恢复,也使长期缺乏锻炼的肌肉萎缩和骨骼疏松得以缓解,并逐步恢复正常,最终实现康复治疗的目的。

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通过以上描述,我们不难看出,收集人的坐姿、站姿、蹲姿、躺姿、卧姿、以及思维发出的脑电波的各项数据,显然是项目研发顺利推进的关键。而数据的收集恰恰就是通过人因测评实验室展开的,是我们结合人因工程的理论体系及方法、利用实验室的各种设备(肌电记录仪、Kistle力板、AmTi力板、电生理记录仪、Biovision电子角度仪、脑动仪、视网膜跟踪仪等)去完成的。

2016年,中国将发射我国自主的空间站“天宫二号”,航天员在长期在轨失重状态下,同样面临肌肉萎缩和骨骼疏松的问题。因此,该项目的持续设计创新,将可同样有效解决航天员长期在轨所面临的这一困扰,让我们共同展望这一前景。

幻想设计团队在医疗仪器、工业设备、消费电子等各个行业有着深厚积累,四大设计系统为企业提供产品创新设计的整体解决方案。咨询热线:021-61531004

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