科幻電影《阿凡達(dá)》中,,雙腿癱瘓的美國前海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員杰克?薩利,用意念控制另外一個(gè)身體的遐想正在成為現(xiàn)實(shí),。東南大學(xué)教授研發(fā)出可以傳遞運(yùn)動(dòng)“意念”的“微電子肢動(dòng)儀”,,運(yùn)動(dòng)功能受損的中風(fēng),、腦癱患者戴上儀器,即可和健康人同步“動(dòng)起來”,。
中風(fēng)患者可與健康人“同步運(yùn)動(dòng)”
“微電子肢動(dòng)儀”由東南大學(xué)射頻與光電集成電路研究所王志功教授,、生物電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室呂曉迎教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)。
記者在研究所實(shí)驗(yàn)室提供的視頻里看到,,實(shí)驗(yàn)人員和一位左側(cè)軀體中風(fēng)偏癱的病人同時(shí)坐在儀器前,左胳膊分別貼上戴著電極的膠布,,實(shí)驗(yàn)人員的手指,、手掌怎么動(dòng),中風(fēng)病人的手指,、手掌就會(huì)跟著怎么動(dòng),。
“通過儀器,偏癱病人的左胳膊,,是受實(shí)驗(yàn)人員意念控制的,。”王志功介紹,,中風(fēng)病人相應(yīng)的腦神經(jīng)受損,,無法發(fā)出信號(hào)指令,儀器的作用就是通過通信技術(shù),、微電子技術(shù),,提取實(shí)驗(yàn)人員胳膊上的生物信號(hào),傳輸?shù)讲∪说能|體上,,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)人的同步運(yùn)動(dòng),。
這樣一來,不管是大腦發(fā)不出神經(jīng)信號(hào)的中風(fēng)病人,、腦神經(jīng)受損的腦癱患兒,,還是神經(jīng)信號(hào)中斷的脊椎損傷病人,都可以通過儀器,,由家人或醫(yī)護(hù)人員帶著進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,。
記者看到,除了借助他人,,病人癱瘓的左胳膊還可以通過自己的右胳膊進(jìn)行控制,,只需將連著儀器的膠布貼到他自己的右胳膊上即可?!八淖竽X神經(jīng)系統(tǒng)是正常的,,因此所控制的右胳膊上的神經(jīng)信號(hào)可以橋接到左胳膊上?!蓖踔竟φf,。
從實(shí)驗(yàn)到產(chǎn)品成型耗時(shí)6年
儀器原理聽起來簡單,,但記者了解到,從最初的實(shí)驗(yàn),,到現(xiàn)在的樣機(jī)完成,,團(tuán)隊(duì)用了整整6年的時(shí)間。
2010年元月,,電影阿凡達(dá)在國內(nèi)上映的同時(shí),,王志功和南通大學(xué)、中國康復(fù)研究中心等單位的研究人員合作,,利用“微電子神經(jīng)橋和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”,,在南京和北京之間,做了一個(gè)“兩只蟾蜍互感互動(dòng)”的實(shí)驗(yàn),。
南京的實(shí)驗(yàn)小組將一滴醋酸滴在坐骨神經(jīng)接上電極的蟾蜍左腳趾上,,其左腿受到刺激后本能地收縮,這一神經(jīng)信號(hào)無線傳送到北京蟾蜍左腿坐骨神經(jīng)上,,它也產(chǎn)生了相似的縮腿動(dòng)作,。
“實(shí)驗(yàn)說明,異體操控可以實(shí)現(xiàn),?!蓖踔竟φf,但是從一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置到具體儀器,,中間的路途并不平坦,。
在蟾蜍身體里的神經(jīng)上加電極,是有創(chuàng)的,,移植到人體不太現(xiàn)實(shí),,如何將創(chuàng)面減小到最小,?蟾蜍只是感受到了千里之外的信號(hào),,人體的動(dòng)作由若干個(gè)神經(jīng)元控制,信號(hào)怎么提取……從利用中醫(yī)的針灸微創(chuàng),、到現(xiàn)在的無創(chuàng)電灸,,從實(shí)驗(yàn)室的一塊電路板、到現(xiàn)在成型的儀器,,科研團(tuán)隊(duì)一個(gè)問題一個(gè)問題地攻克,,直至樣機(jī)成型,期間獲得了多個(gè)中國和國際發(fā)明專利,。
在去年舉行的第43屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展覽會(huì)上,,因?yàn)榧夹g(shù)世界領(lǐng)先,他們的第一代產(chǎn)品“微電子神經(jīng)肌電橋”獲得了醫(yī)學(xué)組特別金獎(jiǎng),。賽后,,他們對(duì)產(chǎn)品又進(jìn)行了改進(jìn)?,F(xiàn)在的“微電子肢動(dòng)儀”可以說是第四代產(chǎn)品了。產(chǎn)品還設(shè)計(jì)成了“穿戴”式,,患者只要戴個(gè)手環(huán),,就可以跟著健康人一起動(dòng)。
即將拿到許可上市推廣
據(jù)介紹,,團(tuán)隊(duì)做出的十多臺(tái)樣機(jī),,目前正在東大附屬中大醫(yī)院康復(fù)科、江蘇人民醫(yī)院康復(fù)科,、北京博愛醫(yī)院中國康復(fù)研究中心,、香港查爾斯親王醫(yī)院等10多家醫(yī)院試用,對(duì)幾十例癱瘓病人進(jìn)行臨床科學(xué)實(shí)驗(yàn),,取得了顯著的康復(fù)效果。再進(jìn)行最后的臨床驗(yàn)證后,,就可以正式進(jìn)入市場推廣了,。
“我國有上百萬因車禍工傷造成的脊髓損傷患者、600萬運(yùn)動(dòng)能力受限的中風(fēng)病人,、600萬腦癱患兒,,還有眾多肢體活動(dòng)能力受限的老人?!蓖踔竟φf,,他希望團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)發(fā)明能夠幫助他們,讓他們更有尊嚴(yán)地生活,,“希望對(duì)這項(xiàng)發(fā)明感興趣的有識(shí)之士和企業(yè),,和我們一起來做這件有意義的事?!?/p>
點(diǎn)評(píng)
中大醫(yī)院康復(fù)科主任夏揚(yáng):對(duì)于康復(fù)病人來說,,該產(chǎn)品不是簡單的電刺激,而是輸入的生物信號(hào),,更利于人體運(yùn)動(dòng)能力的恢復(fù),。此外,該產(chǎn)品還可以激發(fā)病人的主觀意念,,讓他自己用健康的一側(cè)帶動(dòng)癱瘓的病側(cè),,做到主動(dòng)康復(fù),這對(duì)病人來說,,非常重要,。從醫(yī)院試用的結(jié)果看,該儀器的康復(fù)效果比其他儀器有明顯提升,。
其他項(xiàng)目
受限空間小型無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用:針對(duì)室內(nèi),、隧道,、人員擁擠公共區(qū)域等受限場景,設(shè)計(jì)的新型小型無人機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu),。
廢舊鉛酸電池的資源化及鉛酸電池的循環(huán)生產(chǎn):采用徹底的物理分離技術(shù),,使廢舊鉛酸電池分解后,所有的含鉛物質(zhì)100%資源化,,不含鉛物質(zhì),、無害化。
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