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(鄂)网械平台备字[2021]第00002号

《现代仪器与医疗》2025年第2期优秀文章速递

专论——探索智能康复设备中的中医应用

栏目主编:王丽珍

王丽珍,国家杰青/优青,教育部青年创新团队负责人,北航蓝天学者、青拔人才。主要从事损伤修复与康复生物力学,主持国家自然科学基金委 “叶企孙”科学基金、国际合作重点、国家十三五/十四五重点研发课题、北京市自然科学基金重点专题等项目。在Nat. Commun, Adv Sci等知名期刊发表论文百余篇,获教育部自然科学奖一等奖等。兼任世界华人生物医学工程协会(WACBE)理事兼青委会主席、亚太地区生物力学协会(APAB)理事兼女科学家委员会主席、中国力学学会常务理事、中国力学学会/中国生物医学工程学会生物力学分会副主任委员等。

 

栏目简介:

随着人口老龄化到来,发展智能中医诊疗技术服务于康复是国家需求,且具有非常广阔的临床康复前景。基于中医诊疗机理的可穿戴康复装备近年来越来越受到关注,结合新型脑功能成像技术、脑机接口技术、人工智能技术、机器人技术等推进康复机理、康复技术、康复范式的创新突破具有积极作用,有望为临床康复方法创新提供理论指导和技术支撑。

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VR/AR/MR 与生物力学交叉技术在针灸辅助训练中的应用

刘宇兰1 王磊2 刘子轩3 韩世龙4 李沐蓉5* 王丽珍6 樊瑜波7

[1.杭州市北京航空航天大学国际创新研究院(北京航空航天大学国际创新学院)医工交叉科创中心,杭州 311115;2.杭州市北京航空航天大学国际创新研究院(北京航空航天大学国际创新学院)医工交叉科创中心,杭州 311115]

【摘要】 目的 当前针灸发展中存在的教学方式传统、效率低下、技术难以量化及人才培养周期长等问题,本文探讨虚拟现实、增强现实、混合现实及生物力学交叉技术在针灸教学和临床实践中的应用价值,重点对针灸交互力量化和应用特征技术展开分析。方法 选取近十年国内外相关研究,对针灸辅助系统的力反馈、特征技术及功能实现进行总结区分。结果 虚拟现实、增强现实及混合现实应用于针灸辅助时都与生物力学反馈密切结合,各自技术实现有所侧重,能够实现针灸知识辅助记忆、穴位定位、针刺训练等功能,但存在边端计算能力限制、力反馈模型精细度不足、功能集成度欠缺等问题。结论 需在力反馈精细化、算法轻量化与多场景集成化方向持续优化,结合大语言模型推动针灸教学与临床实践的智能化转型。

【关键词】 虚拟现实;增强现实;混合现实;生物力学;力反馈;穴位定位

基金项目:国家自然科学基金项目(No.52405043);浙江省自然科学基金项目(No.LQ24F030017);国家自然科学基金杰青项目(No.12425209)

第一作者:刘宇兰,女,硕士研究生在读,研究方向:多针穿刺路径规划、针灸智能化

通讯作者:李沐蓉,女,博士,副研究员,研究方向:多针穿刺路径规划、手术机器人、智能针灸

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脑卒中后手部康复机器人辅助训练系统研究

韩逢霖 王丽珍 刘鹏举 樊瑜波

(北京航空航天大学生物力学与力生物学教育部重点实验室,北京市生物医学工程高精尖创新中心,生物与医学工程学院,北京 100191)

【摘要】 物理康复训练对于脑卒中后患者手部功能的恢复起着至关重要的作用。目前,脑卒中患者的手部康复训练工作主要由康复医师承担。手部康复机器人辅助训练,能够有效缓解当下康复医疗资源紧缺的困境,同时降低康复医师的工作强度。其康复效果已在临床试验中得到证实,不过,在可靠性和智能化方面仍有提升空间。本文从人体手部的生理结构以及脑卒中后手部运动特征入手,引出脑卒中患者的康复需求;接着,依据结构方式与驱动形式,对现有的手部康复机器人进行分类,详细阐述其应用场景和特点,并归纳典型控制策略,总结脑卒中后手部运动能力的评定标准;最后,分析当前手部康复机器人存在的问题,并对其发展趋势进行展望。

【关键词】 脑卒中;康复机器人;柔性结构;人机交互控制;可靠性

第一作者:韩逢霖,男,硕士研究生,研究方向:智能康复设备

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基于功能性近红外光谱的脑机接口技术在神经康复中的研究进展与挑战

祝可达1 周书杭1 贾熙1 章水晶2*

[1.浙江中医药大学附属康复医院(浙江康复医疗中心),杭州 3100531;2.浙江中医药大学第四临床医学院,杭州 310053]

【摘要】 脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)作为一种突破传统神经通路的新型人机交互范式,通过解码中枢神经系统活动实现对外部设备的直接控制,在神经康复与功能代偿领域展现出重大应用价值。功能性近红外光谱(functional Near-Infrared Spectroscopy,fNIRS)能够实时检测大脑激活区域的血氧浓度变化,为大脑皮层的功能变化提供客观指标。因此,fNIRS-BCI技术凭借其非侵入性、高时空分辨率及强抗运动干扰特性,突破了传统脑电图(Electroencephalogram, EEG)易受肌电伪影影响的局限,成为神经康复领域的新型监测工具。随着算法革新与硬件迭代,其应用将从医疗场景拓展至教育、娱乐、工业等多个领域。本文系统阐述了fNIRS - BCI技术体系在运动康复、认知干预和重症沟通等领域的应用现状及面临的挑战,期望为fNIRS - BCI技术在神经康复中的临床转化提供理论框架,指明个性化神经调控与脑-外周协同康复的新发展方向。

【关键词】 脑机接口;功能性近红外光谱;神经康复;运动想象

基金项目:浙江省医药卫生科技计划项目(2025KY1196);浙江康复医疗中心重点学科资助

第一作者:祝可达,男,本科,研究方向:脑机接口驱动的神经反馈训练

通讯作者:章水晶,女,副主任医师,硕士生导师,研究方向:神经变性及炎性疾病、脑血管病等神经内科疾病的诊疗及早期康复

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