医企合作 | 华山科研发布智能多模态镜像评估与训练系统，寻找医工转化合作伙伴

智能多模态镜像评估与训练系统

康复医学

1.痛点问题

根据美国永久性功能障碍分级标准，人的上肢功能占全身功能的60%，手指功能则占上肢功能的90%。在脑卒中6个月后，约60%的患者仍遗留上肢与手功能障碍问题，40%以上的患者生活难以自理。目前国内外对于脑卒中后手功能康复缺乏高质量且规范的治疗方案，国内对于手功能康复普遍缺乏重视。

镜像疗法通过将健侧活动的画面通过平面镜反射到患侧，让患者想象患侧运动，通过视错觉、视觉反馈等结合康复训练，从而激活大脑中枢，达到促进肢体功能康复的疗效，具有简便易用，成本低廉的特点。而镜像疗法的治疗效果取决于设备本身及应用方式，临床上采用的传统镜像疗法主要有以下局限性：

• “经典的镜像治疗始终依托一面镜子”，在操作上相对枯燥，缺乏精确的动作指引和规范的治疗流程，对于患者的注意力和平衡能力要求较高；

• 没有考量镜像疗法临床范式的统一、规范及量化，限制了其临床应用和推广；

• 依靠平面镜成像的镜像设备存在姿势压力，将引起身体重心偏向健侧，造成脊柱不平衡的压力。

2.解决方案

①华山医院科研处（简称“华山科研”）贾杰团队研制结合了计算机成像技术和动作捕捉技术的镜像疗法设备，可以提供患者必要的听觉提示和反馈，提高患者的注意力；

②团队研制出一套能提供规范化临床治疗方案的镜像治疗设备，在治疗过程中，该设备将提供精确的动作指引视频，为患者演示标准动作以确保精准治疗。设备的训练程序中，基本涵盖了不同时期和类型的脑卒中患者所需要进行训练的手功能动作，且对训练动作进行了分类，实现难易分层。治疗师可根据患者的不同情况，提供相对应的治疗参数，保证治疗的有效性；

③镜像设备的使用可以减少治疗时对于脊柱造成的压力。在治疗前，可根据患者的情况，将设备的高度调节到舒适的位置。在治疗中，患者可以直接平视治疗的显示屏，避免了传统镜像治疗时不良体位姿势造成的脊柱的损伤。

3.竞争优势分析

①国内现状：国内已有上肢康复机器人的体感控制方法及康复训练策略、基于镜像疗法的光电多模态反馈的上肢康复训练方法、基于镜像虚拟和Skinner强化学习的个性化MI-EEG训练与采集方法等，上述训练的方法均只提供具体的治疗技术，均未提供一套系统规范化的临床镜像操作；

②国外现状：国外有作业治疗设备（US2018221698(A1)）、基于用户情绪向用户提供最佳治疗的智能化镜像系统（KR20180033754(A)）等。相比国内，国外在针对手功能镜像疗法设备种类较多，但是由于国外的设备具有专利产权问题，价格普遍昂贵，尚没有形成一套规范的临床镜像操作流程，不利于临床推广（见图1、 图2、图3）。

图1 结合虚拟现实技术的镜像设备

4.市场应用前景

该设备以镜像视觉反馈为主导，结合外周听觉、触觉、本体感觉等形成多模态反馈，提升患者特定脑区兴奋性、训练动作感知程度等。软件系统依据评估结果、计算机程序等实现康复训练的程序化与规范化，将传统康复训练程序化，使得治疗步骤更具体细致，治疗内容更加规范；标准化的康复手段，对于康复训练进行、患者训练都有积极促进作用，且设备的应用能节约人力资源（见图4、图5）。

图4 多模态镜像设备

图5多模态镜像疗法临床操作流程

5.发展规划

在当前初代系统基础上，开展以下工作：

①临床验证及推广其应用成果，资源下沉社区；

②扩大并细化训练动作库，满足康复训练多样化、个性化需求；

③改良软件及成像技术，结合虚拟现实等技术，实现沉浸式、交互式、双重反馈效果。

6.知识产权情况

计算机软件著作权1项。

依托以上计算机软件著作权，获取医疗器械注册证，完成医工转化，推进产品产业化。

贾杰，主任医师、教授、博士生导师，“十三五”国家重点研发计划项目负责人，国家区域医疗中心（华山-福建）副院长，复旦大学附属华山医院康复医学科副主任，国家老年疾病临床医学研究中心（华山）PI，澳大利亚悉尼大学客座教授，中国康复医学会常务理事、社区康复工作委员会主任委员，国家科技进步奖一等奖获得者。

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