智能康复辅具研发技术
成果类型:: 发明专利,实用新型专利,外观设计
发布时间: 2022-08-19 16:20:21
辅助器具简称辅具。是功能障碍人士,包括老年人、残疾人、伤病人补偿或改善功能,提高生存质量,增强社会生活参与能力最直接有效的手段之一。对于某些身体功能障碍,配置辅具甚至是唯-的康复手段。智能辅具是采用人工智能原理,在辅具执行系统中组合了必要模块,使该辅具具有感知外界环境变化、分析判断现实情况、操作其他组件、反馈操作结果的能力。它模仿人类感觉器官采集信息、大脑分析归纳整理信息、肢体服从大脑指令进行行动的行为模式,使该辅具可以迅速感知环境变化,并实时作出调整以适应完成任务的要求。
本项目通过对新材料、生物力学、图像模型、3D打印等技术方法的应用,开发出了智慧义肢、矫形器等康复辅助器具,为国内传统的康复辅助器具行业注入新的科技活力,并为广大肢体功能障碍病患者及残疾人提供更为精准舒适的科技产品。通过产品对产品的数字化和智能化开发,可以便于精准获取临床数据、精细制定技术方案、精确打印制作产品,有利于推动康复辅助器具的技术标准化,促使康复辅助器具得以快速推广至全国各城乡乃至边远地区。
项目产品的结构设计方面,本项目具有两个较之其他同类产品更为科学的技术方法:1. 精准适配性设计,项目将采集患者体态图像,在计算机上进行三维数字模型重建,根据临床指导进行产品的逆向建模及修模,实现精准的结构设计;2. 生物力学设计验证,产品均经力学有限元数值模型进行仿真计算,分析各种患者日常的运动情况下产品的结构力学安全性,并根据计算结果优化设计产品。
1、本项目的整个工艺流程中,成型装置起到了内衬套定型的作用。由于该成型装置本身采用易于变形的弹塑性材料制成,通过填充来产生鼓胀,因其本身无确定形状,可以适应任何形状的假肢接受腔,来对内衬套原料实现成型。
2、本项目只需要一套成型装置就可以适应各种不同形状的内衬套制作,不需要根据每个不同的残肢形状进行定制石膏模具,直接节省掉以往石膏模具高昂的制作成本、运输成本、仓储成本、报废成本、清理成本,减少了浪费,极大程度地降低了内衬套的制造成本,对生产效率、生产效益均有巨大提升。
3、本成型装置可以多次使用,具有绿色环保的优点:另外,患者由于残肢菱缩或者内衬套受到污损等原因而需要更换内衬套时,本成型装置和成型工艺可便于对内衬套进行二次制作,不需另外开模,给患者带来了很大的便利。
本科技成果主要服务于行为功能障碍人群,产品包括肢体残疾人的精准适配义肢、颈椎腰椎智能矫形器、脊柱侧弯智能矫形器、中风/脊髓炎等偏瘫患者的智能矫形器支具等。上下游产业可服务于3D打印生产制造商、自动化控制方案提供商、新材料生产制造商;骨外科医疗器械销售商、假肢矫形器行业公司、医疗康养机构、青少年体检机构。我国的康复辅助器具产业始于新中国成立后服务伤残军人的假肢矫形器行业,经过70年发展,已成为与国家稳增长、调结构、促改革、惠民生发展战略紧密相连,与养老、医疗器械等产业相互衔接,涵盖12大门类、700 多种类、1 万多款产品,接近5000亿产值,不断改善广大老年人、残疾人、伤病人等群体生活质量的重要民生产业。据2016年10月23日《国务院关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》的发展目标:到2023年, 康复辅助器具产业自主创新能力明显增强,创新成果向现实生产力高效转化,创新人才队伍发展壮大,创新驱动形成产业发展优势,产业规模突破7000亿元。假肢行业随着行业消费主体年轻化,行业贷款等金融需求增加。企业推出假肢行业消费与银行等机构合作,深挖行业生态金融场景,聚焦支付管理升级。持续发力金融场景。发力供应链金融优势明显,实现融资企业与金融机构高效对接,助力中小企业融资难等问题,提升产业链的运作效率,假肢行业信息化备受用户青睐。企业利用互联网,通过信息化的打造,融合假肢行业特性,提高了用户体验,给用户带来诸多的便利。这将是未来行业发展的必然趋势。
1、劳永华,华南理工大学生物力学研究所主任,生物医学工程博士/材料科学与工程博士后。主要研究方向为生物力学、生物材料、医疗器材、生物系统建模与仿真、医学大数据、医疗人工智能和机器人的研发。先后主持国家港澳台科技合作专项和广东省产学研项目,负责可降解镁合金骨植入器件的三类医疗器械产品注册和产业化工作。申请国家发明专利21项,已获国家发明专利授权9项,实用新型专利2项,外观专利1项,PCT 专利1项。
2、练志坚,国内资深义肢、矫形器辅助支具设计制作专家。1979 年开始在广东省民政厅义肢康复中心从事义肢、矫形辅助器的研发项目,先后选派到国家民政部义肢科学研究所(中德联合)、中美联合技术交流会进行专业进修,成为国内义肢、矫形辅助器第一批专业学员。从业至今四十年,在国内行业与国有企业和私有企业,以及省内多家三甲医院建立了良好合作关系,每月提供100多件义肢、矫形器辅助产品。为公司取得医疗器械生产许可证(1类, II类),省药监平台认证28个产品认证。
3、黄岳山,华南理工大学生物医学工程,副教授。2003-2005 年在清华大学材料科学与工程学科从事博士后研究工作。在2017年青年创新创业大赛生物医药专项赛("Bio Challenge"全球生物医药创业大赛)、青年创新创业大赛总决赛中都取得第三名的成绩。先后主持参与国家自然科学基金项目8项,省市科技项目10余项,参加其他企事业单位委托项目20余项。已获国家发明专利授权18项。
4、 陈德,湘潭大学本科毕,2003-2004 年就职半边天药业,从事药品OTC销售,主要负责所辖区域终端药店的推广工作,包括铺货、促销、结款等。2004-2006 年就职天津天士力药业,从事临床药品推广,主要负责所辖区域医院开发及上量工作,包括新医院开发和原有医院的客户维护等。2006-2020 年佛山仁博医疗器械公司,从事医疗设备和医用耗材的推广,主要职责是设备招投标、临床客情维护和团队管理。
本项目团队在生物力学、人工智能、数字图像处理、增材制造等各方面领域已有扎实的技术基础和尝试,前期探索制造出来的下肢假肢和矫形器已成功在肢体残疾人和脊柱侧弯/足踝疾病病患者等志愿者身上使用超过半年。本项目在吸取辅具制作师多年经验知识的基础上,结合当前最新、最先进的科学方法和制造技术,将康复辅助器具的设计和制造智能化、数字化、个性化、标准化。 目前市场价平均0.3-5万/(台/套)的单价及相关技术服务收入估算预测,项目投入三年内,预期产营业收入6000万元,总成本费用3350万元、利润总额2650万元。项目实施后因技术先进和产品优质将逐级被市场所认可,将促进行业假肢生产企业的创新和升级改造,并且将形成有力的产业带动效应,带动上、下游产业企业规模扩大,带动更多人就业。本项目将个性化的为更多肢体残疾人得到更好、更适配的假肢器具,提供幸福感,同时为残疾人再就业创造可能。
本科技成果可以技术转让、技术服务等方式进行成果转化服务。