上技发布丨华山医院“智能多模态镜像评估与训练系统”成果推介

复旦大学附属华山医院创建于1907年，是国家卫生健康委委属医院、复旦大学附属医院和中国红十字会冠名医院。1992年，医院首批通过国家三级甲等医院评审，是国内最著名、最具国际化特色的医教研中心之一。医院共有教育部国家重点学科10个，卫生部国家临床重点专科20个，上海市重中之重临床医学中心4个。

在完成大量医疗任务的同时，科研工作成绩突出，学科建设百花齐放。2016年，医院获批成为全国最高级别的科研平台——国家老年疾病临床医学研究中心，也是复旦大学第一个国家临床医学研究中心。近五年来，科研硕果累累，2014年、2015年、2017年均获得国家科技进步二等奖，国家自然科学基金400余项，发表论文4000余篇，被SCI收录2300余篇。

本期推介

成果名称

智能多模态镜像评估与训练系统

所属领域

康复医学

项目介绍

01

痛点问题

脑卒中6个月后仍有60%左右的患者遗留上肢与手功能障碍问题，40%以上的患者生活难以自理。同时对照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%。目前国内外对于脑卒中后手功能康复仍缺乏高质量且规范的治疗方案，特别是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：

①“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；

②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；

③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。

02

解決方案

①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团队研制一套能提供规范化临床治疗方案的镜像治疗设备，且在治疗过程中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。在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，且对于训练动作进行分类，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，调节设备的高度以达到舒适的位置。在治疗中，患者可以直接平视治疗的显示屏，避免了由于长期传统镜像治疗时的不良体位姿势造成的脊柱的损伤。

03

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（示例，见图1， 图2，图3）。

▲图1 结合虚拟现实技术的镜像设备

▲图2 计算机化镜像视觉反馈

▲图3 延迟镜像视觉反馈

04

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

05

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。

06

知识产权情况

计算机软件著作权1项。

合作需求

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。

团队介绍

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，获国家科技进步奖一等奖。

国家重点研发计划《老年全周期康复技术体系与信息化管理研究》项目负责人，依托该项目产出智能多模态镜像评估与训练系统，建立全国1052家推广单位合作。承担“十二五”国家科技支撑计划课题1项、国家自然科学基金集成项目子课题1项和面上项目4项、省部级课题7项。聚焦老年多功能障碍、多系统疾病临床康复研究与新技术设备研发，国内率先开展康复医学产学研合作研究。提出原创康复理论与技术体系5项，主导研发虚拟现实、脑机接口等智能康复设备16款并实现临床转化，建立14种老年常见神经、骨关节、心肺系统疾病和10类功能障碍全周期康复路径方案，搭建信息化康复平台动态管理老年患者3000余例，开展卒中康复基线调查600余例。近五年牵头制订康复指南5部、专家共识2篇、区残联标准1项，出版专著9部，发表论文201篇（SCI论文76 篇），授权专利29项（发明专利9项、转化2项）， 牵头医疗器械上市前临床试验3项，成果在全国1500余家医院应用。

联系方式

联系人：王老师
电话：13012579892

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