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                幻想設計總監向客戶展示康復醫療器械外觀設計方案

                返回列表 來源:幻想設計 瀏覽:- 發布日期:2016-08-16 14:15:37【

                幻想設計發現人因工程在醫療專業裝備領域應用較為廣泛,在很多醫療器械的設計和研發方面,都可以得到應用。我國載人航天工程副總設計師、國際宇航科學院院士、中國航天員中心“人因工程國家級重點實驗室”主任陳善廣就曾提出:人因工程學與其他相近學科的不同之處在于,不僅將人、機器以及環境作為一個整體系統來考慮,更是強調了在系統設計中其充分考慮人的生理、心理特性以及人的能動作用。康復醫療器械設計創新的過程就很好地體現出了這一原理應用。

                產品樣機裝配現場

                當前社會人口老齡化問題日趨嚴峻,因此康復醫療器械是我國急待發展的醫療裝備。據統計,在中國六十五歲以上的年齡段,每十九個老人當中就有一個是中風癱瘓患者,而且這個數據還在逐年上升。這些中風癱瘓患者缺乏基本的自理能力,需要專人照顧才能維持基本生活,拖累家庭、影響社會和諧發展。因此,若通過康復醫療器械輔助治療,引導自行康復訓練、逐漸恢復行動能力,將可有效緩解人口老齡化所造成的各類社會矛盾,為老年人、為眾多家庭創造美好生活奠定良好基礎。但是當前市場上的醫療康復產品,普遍缺乏人因數據支撐與科學量化管理,使產品的治療功能效率低下,在產品的操作便利性方面更缺乏設計考慮,造成康復效果不盡如人意,造成了我國康復器械產品行業整體水平低下、魚龍混雜的現狀。因此,要推動康復醫療器械的設計創新,我們就必須借助有效的科學手段——人因工程學。

                以用于老年人中風偏癱治療的“腦控機械外骨骼”項目為例。一般說來,老年人中風偏癱主要表現為:由于腦部指揮運動機制的腦神經元損傷導致頭部難于發出運動控制指令,從而導致骨骼和肌肉長期得不到鍛煉,引起肌肉萎縮、骨骼疏松。

                這是因腦部神經元損傷,無法有效發出各種運動指令。針對該問題,我們不難發現,如果通過人工方式去重構模擬各種運動指令,能有效地恢復“腦部神經元”。首先利用人因測評的實驗方法,有效收集人的坐姿、站姿、蹲姿、躺姿、臥姿、以及思維發出的腦電波的各項數據,然后由腦神經學專家和運動康復專家將收集的各項數據轉化成腦電數據,隨后通過腦電的異步“腦-機接口”技術模擬中樞神經通路,解碼患者的運動意念信息,進而驅動多級神經肌肉電刺激技術與模擬周邊神經通路,刺激癱瘓的肢體產生對應動作。

                而當癱瘓肢體收到了這些腦電運動信號,刺激肌肉(骨骼)做出最簡單的曲張動作加以回應,進行一些最簡單的繃緊和舒緩動作。當這些骨骼簡單曲張動作和肌肉簡單繃緊舒緩的動作重復多次后,患者的肢體的植物神經元會產生一種潛意識的記憶功能,這種記憶功能可以自動記憶骨骼和肌肉的動作過程與運動幅度,并逆向反饋給腦部指揮運動機制的腦神經元,促進腦神經元的再生。此后,腦神經元在再生期間斷斷續續地發出運動控制指令,指揮身體慢慢地進行更高一級的肌肉(骨骼)運動。

                當然,在項目的設計創新過程當中,我們還將“無創腦電傳感模塊、想象動作特征檢測模塊、運動意圖識別模塊、指令編碼接口模塊、刺激信息調理模塊、刺激電流輸出模塊”六個模塊進行糅合,通過反應束將信號直接發送到身體各個肢體機械運動部件上,輔助身體的各個部位做出相應的動作。通過腦部運動控制神經元與肌肉(骨骼)之間“輸入——動作——記憶——反饋”的迭代循環,使患者的腦部運動控制神經元完全恢復,也使長期缺乏鍛煉的肌肉萎縮和骨骼疏松得以緩解,并逐步恢復正常,最終實現康復治療的目的。

                無影燈樣品

                大風量空氣凈化消毒器產品設計


                通過以上描述,我們不難看出,收集人的坐姿、站姿、蹲姿、躺姿、臥姿、以及思維發出的腦電波的各項數據,顯然是項目研發順利推進的關鍵。而數據的收集恰恰就是通過人因測評實驗室展開的,是我們結合人因工程的理論體系及方法、利用實驗室的各種設備(肌電記錄儀、Kistle力板、AmTi力板、電生理記錄儀、Biovision電子角度儀、腦動儀、視網膜跟蹤儀等)去完成的。

                2016年,中國將發射我國自主的空間站“天宮二號”,航天員在長期在軌失重狀態下,同樣面臨肌肉萎縮和骨骼疏松的問題。因此,該項目的持續設計創新,將可同樣有效解決航天員長期在軌所面臨的這一困擾,讓我們共同展望這一前景。

                幻想設計團隊在醫療儀器、工業設備、消費電子等各個行業有著深厚積累,四大設計系統為企業提供產品創新設計的整體解決方案。咨詢熱線:021-61531004

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                【本文標簽】:康復醫療器械設計
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