
帕金森病为一种严重的神经退行性疾病,我国现约有221万帕金森患者,每年新增病例超20万人,超过 65岁以上老年人的帕金森发病率为1.7%,造成社会经济负担170亿元/年。50%以上的帕金森患者会在中后期会出现冻结步态症状,表现为患者在行走、转弯、通过狭窄空间时出现短暂停滞或起步困难等,同时伴有双腿的抖动,整个过程持续几秒钟到几分钟不等。由于冻结步态是一种突发性、瞬变性的运动异常,其极易造成患者在行走时的突然摔倒,严重影响患者身体健康和生活质量。现有药物与手术对冻结步态的治疗效果非常有限。 研究表明,节律性视觉、听觉等提示可以有效地缓解帕金森患者的冻结步态症状。已有多项公开技术可以为帕金森患者提供节律性视、听觉提示,包括带有激光器与扬声器的拐杖、腰带、助步器、手环与虚拟眼 镜等。然而,光线发生器技术容易受环境光的影响,当环境光较强时患者就难以观察到视觉提示;其次,佩戴沉浸式虚拟眼镜在患者步行时存在一定的安全风险;再次,单一的提示类型容易导致帕金森患者产生视觉或听觉疲劳,很多患者在使用1-2个月后出现节律性提示“失效”的问题。因此,亟需发展一种不受环境影响的视觉、听觉节律性提示技术为帕金森患者提供安全有效的康复训练系统。
本项目研发用于缓解帕金森病患者冻结步态的智能眼镜,该眼镜系统可以为帕金森患者提供基于近眼显示虚拟图像的节律性视觉提示以及节律性听觉提示。同时,眼镜系统内置运动传感器可以实时检测用户的运动状态。通过嵌入在中心处理模块的智能算法对检测到的运动信息进行处理分析可实现用户是否发生冻结步态的准确分类识别,如果发现用户出现冻结步态症状,中心处理模块则启动节律性视觉提示显示模块与节律性听觉提示发声模块以帮助用户起步,从而实现冻结步态症状的缓解。其中供电模块为高能量密度电池,可为系统提供持续的电力来源。触控模块可以让用户与内置计算机操作系统进行人机交互以实现个性化功能设置。节律性视觉提出的类型选择包括二维与三维提示,或是条状斑马线与棋盘格等,节律性视觉提示的移动速度与空间频率也可以个性化设置。节律性提示的类型、频率、音量均可个性化设置。通过虚拟提示与实际环境场景融合的方式为患者提供节律性视觉提示,有效提升了训练系统的安全性;通过丰富多样的节律性提示类型的个性化定制可以有效地解决提示“失效”的问题。
1、装置
CN201711285334.8 帕金森患者冻结步态的诊断装置
CN201711147969.1 一种用于帕金森病人步态运动改善和训练监测的智能脚环
2、训练方法
CN201810445208.2 帕金森患者康复训练方法和系统
CN201811370149.3 帕金森患者冻结步态康复训练方法和系统
国内关于冻结步态症状缓解方面有康复训练需求的患者群体超过200万人,如果每人每年花费在康复训练方面的费用按照5000元来计算,该技术的应用市场约为100亿元/年。
技术转让、技术许可、产业化
本团队多年来一直致力于非侵入式神经调控技术研究,已开展康复机器人柔顺控制、 神经电生理信号分析处理、人体姿势捕捉与行为分析、多源刺激与神经调控机制等方面研究。研究如何通过外部人机接口、脑机接口、功能性电刺激、功能性磁刺激等“非侵入式”途径实现神经重塑的新思路、新技术、新的功能评估手段,以及开展先进神经康复设备的研制。已承担国家、中科院与地方层面多项科研项目,累计经费超过2500万元。同时 在产业化方面,实现了成果的转移转化,第一期投资规模1200万元。 团队负责人左国坤为中科院院级人才计划引进的海外信息学博士,在人机交互技术领域有丰富的科研工作经验。团队科研人员共10名,其中正高1人,副高3人,中级3人,初级3人。
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