《康复工程》-1-绪论-2014.pdf

康复工程康复工程 第一讲第一讲 绪绪 论论 王 珏 教授、博士生导师 西安交通大学生命科学与技术学院 2014-9-10 学习内容学习内容 康复科学与技术的定义与基本概念 残疾的基本概念与分类 残疾人基本状况 康复科学与技术发展史 法规和国际政策对康复工程的影响 康复工程的研究范围 参考信息 康复定义与基本概念康复定义与基本概念 康复(Rehabilitation)（1）在我国的含义在我国的含义 武则天的病后痊愈（Recovery)(Rehabilitation)Recovery 与 Rehabilitation 之间的区别 世界卫生组织（世界卫生组织（WHO）康复是综合利用各种有效的科学理论方法和技术手段，促使身心障碍者最大限度地恢复或重建其活动能力、生活自理能力及职业劳动等社会参与能力；社会要为他们创造无障碍的环境条件，不断满足他们物质生活和精神生活的特殊需求，以利于他们更好地融入不断发展变化的人类社会。康复(Rehabilitation)（2）掌握要点掌握要点 康复医学的对象 康复治疗的目的 康复治疗的主要方法 面对各类残疾，恢复难度大 康复医学不是现有医学各科的延伸，而是有独特的服务对象、目的和方法的独立医学专业。围绕康复医学的康复工程也有其特殊性 康复科学与技术康复科学与技术 康复科学与技术是一个跨学科和多学科的学术领域。以功能障碍者为中心的核心理念核心理念 残疾的基本概念与分类残疾的基本概念与分类 残疾学残疾学 残疾残疾 病损 Impairment-组织器官水平上的功能障碍 失能 Disability-个体水平上的能力障碍 残障 Handicap-社会水平上的障碍 残疾人残疾人（People with disability、Disabled people)残疾学残疾学 一门研究残疾的各种原因、流行、表现特点、发展规律、后果及评定、康复与预防的学科 国际功能、残疾和健康分类国际功能、残疾和健康分类 2000年10月 残疾人基本状况比较残疾人基本状况比较 残疾人基本状况残疾人基本状况 1950年，联合国评价：全世界全世界3%的人口患有残疾 1983年，联合国评价：全世界有5亿亿人患有精神、肢体或感官残疾，即：残疾人占全世界人口的10.7%。2005年，全世界有6亿亿多人患有精神、肢体或感官残疾，即：残疾人占全世界人口的10%。其中：80%残疾人居住在发展中国家的农村，仅有5%残疾人能获得卫生服务和康复治疗 发展中国家的50%人口受残疾的影响（包括残疾人的父母、孩子和亲属）2011 年，世界残疾报告：全球超过10亿人或亿人或15%的世界人口带有某种形式的残疾而生存。ISPRM Partner in Official Relation with WHO 中国中国残疾人基本状况（残疾人基本状况（1）82968296万万残疾人(占人口总数的6.34%，2006年)14岁以下残疾儿童(506.17万，6.10%)15-59岁的残疾人(3409.61万，41.10%）60岁以上的残疾老人(4416万，53.24%)听力残疾听力残疾 2004万万 24.16%智力残疾智力残疾 554万万 6.68%肢体残疾肢体残疾 2412万万 29.07%视力残疾 1233万 14.86%精神残疾精神残疾 614万万 7.40%言语残疾 127万 1.53%多重残疾 1352万 16.30%中国中国残疾人基本状况（残疾人基本状况（2）6岁以下残疾人138.51万，为残疾人总数的1.67%，6 6岁及以上残疾人中不识字人口岁及以上残疾人中不识字人口3586.863586.86万，万，占残疾人口总数的占残疾人口总数的43.24%43.24%：未上过学的残疾人91.40万，为1.10%；小学文化程度为2622.70万，为31.61%；初中文化程度为1294.50万，为15.60%；中专及高中为444.34万，为5.36%；大学本专科为116.57万，为1.41%；研究生及以上为1.13万，为0.01%。15岁以下残疾人388.86万，占残疾人口总数的4.69%，15岁及以上残疾人岁及以上残疾人7907.14万，为万，为95.31%。有关残疾人婚姻状况的数据显示：有关残疾人婚姻状况的数据显示：人口983.99万，占残疾人口总数的11.86%；初婚有配偶者4616.05万，为55.64%；再婚有配偶者208.74万，为2.52%；离婚者150.58万，为1.82%；丧偶者1 947.78万，为23.48%。中国中国残疾人基本状况（残疾人基本状况（3）各类残疾人就业状况构成比：7 907.14万15岁及以上残疾人中，就业人数2401.89万，占残疾人口总数的28.95%，未工作人数未工作人数5505.25万，为万，为66.36%。我国未就业残疾人成因构成比：在校学生47.57万，占总未工作残疾人口数的0.86%；离退休人员955.42万，为17.35%；在家料理家务者1 193.14万，为21.67%；丧失劳动能力者丧失劳动能力者3 034.06万，为万，为55.11%；毕业后未工作者20.55万，为0.37%；因单位或个人原因失去工作者133.42万，为2.42%；承包土地被征用者17.78万，为0.32%；因其他原因未工作者103.31万，为1.88%。康复工程产品的需求重点分析康复工程产品的需求重点分析 第二次抽样调查数据显示第二次抽样调查数据显示 肢体肢体和听力听力残疾人的辅助器具（占总体有康复需求人数的57.4%0-17岁的少年儿童中，智力和多重残疾智力和多重残疾的康复训练需求比例大（占该年龄段残疾人总康复需求人数的29.6%和30.9%）老年人增长迅速（1.44亿亿）。老年残疾人占残疾人比重大（53.24%）；辅助器具的满足率最低；他们对生活服务的需求高于残疾人的平均水平；曾接受服务的城乡差异显著。残疾人数量持续增长残疾人数量持续增长 人口老龄化：人口老龄化：老年人有较高的残疾风险以及全球与残疾有关的慢性健康状况增加，如糖尿病、心血管疾病和精神疾病。慢性病：慢性病：在低收入和中等收入国家，伴有慢性病占整个伤残调整寿命年的66.5%。其他因素：其他因素：残疾的形式受健康状况发展趋势、环境及交通车祸、自然灾害、暴力冲突、饮食和药物滥用等发展趋势的影响。我国应对康复需求市场的供给状况（我国应对康复需求市场的供给状况（1）政策滞后政策滞后 我国长期的医保政策限制了临床康复的发展，康复需求未充分显现出来，从而导致康复设备的发展滞后 需求逐年上升需求逐年上升 每年康复工程产品销售额以40%以上速率增长 供给市场状况供给市场状况 康复产品种类少，空白点很多，档次低，性能单一，缺乏创新、产品老化等 生产厂家和社会对残疾人用品用具的认知程度不高，设计开发思路狭窄等，无法与国际同领域竞争 80%80%高端领域的医疗设备被国外公司控制高端领域的医疗设备被国外公司控制 问题问题1：高昂的价格导致中国老百姓用不起高端医疗装备。因病致贫率从1998年的21.6%，上升至2008年的37.8%，威胁我国社会和谐稳定发展。问题问题2：创新能力不足。我国90%以上高端医疗装备是国外产品的仿制品，市场竞争力低下。问题问题3：缺乏具有医工结合多学科交叉知识结构、创新型的高端医疗装备的科研、开发、师资人才。国外每10万人（70人）/我国每10万人（0.4人）结论：结论：国产高端医疗装备的发展与普及应用，已成为关系落实十八大关注民生，圆老百姓中国梦的重要举措。中国应对康复需求市场的供给状况（中国应对康复需求市场的供给状况（2）人才供给状况人才供给状况 缺乏缺乏大量具有康复科学与技术专业知识的专门人才，从事这个领域的研究、知识传授、产品研发和康复工程产品个体性适配服务工作（我国现有各类康复技术人员不足不足2 2万人万人）能培养康复人才的学校：高等院校仅1010所，中等专科学校2929所。若每所学校每届培养5050名学生，我国一年可培养1,9501,950名康复专业人才，十年培养1.951.95万名（依据2004年统计数据和参考卫生部标准测算）近五年来，康复领域发展飞快，有康复学科的硕士点或博士点的大、中专院校已增至100100多所多所，但人才培养条件仍然存在很大缺口，特别是我们缺乏培养具有多学科交叉知识结构的康复学科人才的师资队伍 有关残疾的国家公共政策（有关残疾的国家公共政策（1）中国北京关于新世纪残疾人人权宣言中国北京关于新世纪残疾人人权宣言（2000）继续将残疾人拒于社会主流之外是违反基础人权的 三个目标并存三个目标并存 解决温饱问题、提高生活质量、回归社会 国家六部委联合国家六部委联合（2002）20152015年实现残疾人“人人享有康复服务”的奋斗目标 残疾人权利公约残疾人权利公约 联合国通过（2006）我国加入公约国 2008年，在北京大学召开的国际残疾人口与发展会议，与会的我国代表一致呼吁要求我国加入公约国 残疾人康复和老年人生活保障被列入国家中长期发展规划中的人口健康残疾人康复和老年人生活保障被列入国家中长期发展规划中的人口健康领域发展之重点领域发展之重点 20062006年以来，国家9 97373、863863（重大、重点、专题）、国家自然科学基金重大项目、重点项目、面上项目均在资助、支持康复工程领域的基础研究、应用基础研究、产品研发和产业化工作 20092009-20112011年，新医改投入年，新医改投入85008500亿，其中三分之一投入在医疗器械方面亿，其中三分之一投入在医疗器械方面 20112011年年1 1月月1 1日开始，国家强行在全国范围内实行将康复和辅助器具纳入日开始，国家强行在全国范围内实行将康复和辅助器具纳入医保的政策医保的政策 卫生部要求乡镇以上医院均设康复科，康复科设备均需达到标准配置卫生部要求乡镇以上医院均设康复科，康复科设备均需达到标准配置 卫生部将化卫生部将化9 9亿元人民币，在全国建亿元人民币，在全国建7 7个康复医学人才培养基地个康复医学人才培养基地 7070岁老人以上，可申请残疾证岁老人以上，可申请残疾证 有关残疾的国家公共政策（有关残疾的国家公共政策（2）康复科学与技术的发展简史康复科学与技术的发展简史 萌芽期（1910 年以前）确立期（1955 1990）形成期（1910 1954）发展期（1990 以后)古石器时代：跛腿人用树枝作拐杖-假肢和支具发展；听力衰退的人发现用空的动物角可以放大声音-现代助听器；古罗马、古希腊：利用电、光、运动、海水等治疗方法；假足；中国：内经素问中的针灸、导引、烫等疗法；电、光、水、热、体、按摩等疗法的发展，构成的物理治疗；轮椅车；欧美：十八世纪开始为盲童提供特殊教育和职业培训；美国：1860s，南北战争，矫形器的发展。1.1.萌芽期（萌芽期（19101910年以前）年以前）1910年，“康复”（Rehabilitation）一词正式用于残疾人；1917年，美国陆军军医总监部设立了身体功能重建部和康复部；纽约成立残疾和丧失劳动能力者院；1920年，美国政府制定了法律，保障给身体残疾人发放辅助支具、安排就业；1945年，美国国家科学院创立了第一个人工肢体研究项目；1948年美国国会批准了每年100万美金,创建研发基金，专门资助假肢、矫形器、以及感觉辅助器具的研发；1954年，美国国会通过了就业康复协议。之后，形成了康复工程的雏形（退伍军人事务部、教育部、卫生部、社会福利保障部门等）。2.2.形成期（形成期（1910 1910 19541954）1950s-1960s：西方国家相继发生的流行性小儿麻痹症及孕妇使用反应停造成的灾难（儿童假肢）；1960-1965：加拿大成立了四个康复研究中心（假肢）；1960s：越战（轮椅、感觉辅助装置、环境控制）；1970：美国国家科学院下属的假肢研究开发委员会建立专题研讨组，研究5-10年国家级发展规划（工程的手段）；1973：康复工程中心、美国职业康复法等被写进美国康复法；康复对象扩大到难于恢复职业的重病者及老年人；1976年，残疾儿童全部就学 3.3.确立期（确立期（1955195519901990）1978：美国教育部下设国家残疾与康复科学学院（National Institute on Disability and Rehabilitation Research,NIDRR）建立了 15个国家级康复中心计划；1979年，北美洲康复工程与辅助技术学会成立（Rehabilitation Engineering and Assistive Technology Society of North America，RESNA，1300多会员、会刊：Assistive Technology）1970以后：欧洲、澳洲、日本、印度等国康复工程迅速发展起来；欧美及日本设立大量的康复机构，建全康复立法 19821992年为“联合国残疾者10年”3.3.确立期（确立期（1955195519901990）续）续1 1 我国建国后，成立了一些荣军疗养院、荣军康复院，开办了盲、聋哑学校，残疾人工厂及福利院；1969：我国第一个假手；1987：邓朴方先生的支持和倡导下，中国康复研究中心成立；1980s：清华、上海交大成立康复医学工程研究中心和康复工程研究室；与国家民政部假肢研究所一起，合作研制我国第一代机电假手产品。3.3.确立期（确立期（1955195519901990）续）续2 2 1990-1991年，美国残疾人法（Americans with Disabilities Act,ADA）1990年，中国残疾人法 4.4.成熟发展期（成熟发展期（19901990-）公共政策、法律及社会文化公共政策、法律及社会文化 对康复工程的影响对康复工程的影响 美国政府政策目标的变化美国政府政策目标的变化 仅仅为帮助第二次世界大战退役下来的残疾军人(1945)改善残疾人的生活质量(1954-1990)让残疾人回归社会(After 1990)美国残疾政策的发展阶段（美国残疾政策的发展阶段（1）阶段阶段 I:收入及健康福利政策收入及健康福利政策 收入福利立法 医疗补助立法 医疗保险立法 阶段阶段 II:教育及就业服务政策教育及就业服务政策 康复医学法(1973)残疾儿童教育法(PL94-142,1975)美国残疾政策的发展阶段（美国残疾政策的发展阶段（2）阶段阶段 II-III:科学研究及无障碍环境政策科学研究及无障碍环境政策 建筑物障碍法案(1968)听觉辅助法案(1988)远程通讯无障碍增强法案(1988)与技术相关的残疾人辅助法案 1988(辅助技术法案,1998)康复医学法案(1988)第508节（强制要求联邦政府机构的电子与信息技术应具有可获得性）电视解码系统法案(1990)远程通讯法案(1996)美国残疾政策的发展阶段（美国残疾政策的发展阶段（3）阶段 III:公民权利/人权政策 目标：在就业、交通、公共场所、商务、远程通讯目标：在就业、交通、公共场所、商务、远程通讯等方面“清楚而全面地消除对残疾人的歧视”等方面“清楚而全面地消除对残疾人的歧视”权利 I-就业：在劳动就业中，禁止歧视有能力的残疾人。权利 II-公共服务：禁止在公共实体举办的活动和经营的项目中，排斥残疾人参与公共活动或享受公共服务，如参与会议、享受公共交通等。权利 III-私人实体经营的公共设施与服务：禁止任何拥有或运作旅馆、酒店、健康护理等公共设施的业主和人员歧视残疾人。权利 IV-远程通讯：保证在最大范围内为聋哑人士提供中继服务。政府投资政策导向政府投资政策导向 康复工程领域科研投资更注重残疾人急需的项目而不是单纯注重医疗条件和追求高、精、尖技术的发展。政府投资政策的运行机制政府投资政策的运行机制 15 个康复工程研究中心（RERC）评审顾问团（Advisory Review Boards）资助2,500 个小公司 残疾人直接参与科研，教学并成为决策者 辅助技术门诊（康复服务）东西方社会文化等方面的比较东西方社会文化等方面的比较 序号序号 1 2 3 4 东东 方方 西西 方方 崇尚敬老、爱幼、同情弱者的美德；强调家庭成员的互相依存关系。崇尚独立；残疾人不要怜悯!社会旧习俗对残疾的态度负面影响 较多；对肢体残疾人的态度好于对 精神残疾者的态度。相对有比较积极的正面效应。知识的缺乏对残疾人康复、回归社 会产生负面影响，如：迷信、恐惧、敌意、疏远、责备。用人单位一般不愿意接受残疾人，怕他们增加单位负担、开支，影响 本单位的对外形象等。倾向于承认、接受现实，注重寻找解决治疗的方法。比较容易接纳残疾就业者，并会专门设计与之能力相配套的工作环境。康复工程学康复工程学 康复工程康复工程 康复工程被定义为：康复工程被定义为：技术、工程方法或科学原理的系统应用，以满足残疾人在包括教育、康复、就业、交通、独立生活、娱乐等方面的需要和陈述他们的障碍（美国公共法99-506）。康复工程的目的：康复工程的目的：充分应用现代科学技术手段克服人类由于意外事故、先天缺陷、疾病、战争和肌体老化等因素产生的功能障碍或残疾，使其尽可能最大程度地恢复或代偿原有功能，实现最大程度的生活自理、乃至回归社会。康复工程的任务康复工程的任务 利用一切现代科学技术，提取残疾人本身存在的残留控制信息残留控制信息，为他们提供工具，使他们能从事健全人所能做的一切事情。康复工程的研究对象康复工程的研究对象 人体外部功能障碍人体外部功能障碍 运动：运动：截肢、脑瘫、偏瘫、截瘫引起的肢体活动功 能障碍；脑：脑：先天性、脑损伤及老年性脑疾引起的包括学 习能力、记忆能力、平衡能力等方面的缺陷；感官：感官：由先天或后天疾病引起的视觉、听觉障碍；交流：交流：由先天或后天疾病引起的语言能力障碍。康复工程的关注对象康复工程的关注对象 650万万 20万万 720万万 1,770万万 170万万 500万万 910万万 100万万 187万万 1,120万万 共计：共计：6,147万万 康复工程学康复工程学 理论基础：理论基础：人-机-环境一体化和工程仿生 康复对工程技术的需求康复对工程技术的需求 1.功能、能力的测量、分析、评价工程技术方法及仪器设备；2.躯体功能恢复、重建的工程技术措施 3.功能恢复重建医疗训练的工程技术方法及设施；4.护理及生活自理的工程技术方法及辅助技术设施；5.社会交往和信息沟通的工程技术方法及辅助设施；6.适合残疾人生存和发展的无障碍环境方法及工程技术。生理解剖学 神经科学 心理学 言语病理学 生物力学 机械电子工程 人体功效学 人工智能 生物信息学 生物物理学 辅助技术 生命科学 纳米技术等 法学 社会学 现现代代科科学学与与技技术术 康复对象康复对象 1.肢体运动障碍 2.脑功能障碍 3.视听觉障碍 4.语言交流障碍 恢复代偿功能 辅助技术服务辅助技术服务 康复评定、提出对辅助器具的要求、选择、设计 改造环境 康康 复复 途途 径径 辅 助 技 术 产 业 康复工程产品康复工程产品 康 复 治 疗评 价 类 产品：理 疗、作业 治 疗、康复训练、康 复 评 价用 各 种 仪器设备。辅助技术产品辅助技术产品（11类）：1.用于个人医疗的辅助器具；2.技能训练辅助器具；3.矫形器和假肢；4.生活自理和防护辅助器具；5.个人移动的辅助器具；6.家务管理的辅助器具；7.家庭及其它场所使用的家具及配件；8.通讯、信息及信号辅助器具；9.产品及物品管理的辅助器具；10.改善环境的辅助器具和设备，工具和机器；11.用于休闲和娱乐的辅助器具。康复工程的发展趋势康复工程的发展趋势 医疗器械产业概述：中国医疗器械产业概述：中国20102010年投融资趋势年投融资趋势 全球医械增长速度稳健有力，中国增长速度持续发力全球医械增长速度稳健有力，中国增长速度持续发力 高端/超高端设备：市场饱和，向专业化发展；中端设备：增长平稳，销售额最大；低端设备：向新兴市场转移，代表为中国和巴西。手持式、便携式设备增速最大手持式、便携式设备增速最大 医用设备开始从业务科室直接进入临床科室医用设备开始从业务科室直接进入临床科室 国际巨头，开始整体业务本土化，围攻中低端市场国际巨头，开始整体业务本土化，围攻中低端市场 中低端设备已经并继续成为国产设备价格战的主战场中低端设备已经并继续成为国产设备价格战的主战场 趋势总结趋势总结 困惑困惑1:科学研究与产业脱节科学研究与产业脱节 研究与产业脱节研究与产业脱节 选题脱节：方向脱节、结果不可用 完成的标准不同：不可用、转换期长、重复开发 困惑困惑2：各自为战：各自为战 缺少协同缺少协同 单兵作战，无组织单兵作战，无组织驱动力驱动力 无可驱动的、完备的组织 知识和技术的继承性不足 资源的开放性和共享性不够 不能/不敢承接大项目 困惑困惑3：被动地工作：被动地工作 被动地工作被动地工作（科学研究、医疗服务、产业发展）为生存而申报项目 为验收而总结 为提职而写文章 转化医学的提出转化医学的提出 20032003年，年，NIHNIH在总结其在过去在总结其在过去1010年对生命科学的投入时发年对生命科学的投入时发现：现：反思：反思：生命科学在过去半个世纪得到了充分的发展，但与生命科学在过去半个世纪得到了充分的发展，但与其他学科以及研究投入相比，生命科学的发展对医学临床其他学科以及研究投入相比，生命科学的发展对医学临床实践的贡献与预期期望有非常大的差距。实践的贡献与预期期望有非常大的差距。上报美国上报美国FDAFDA的药品和生物产品数量的变化趋势的药品和生物产品数量的变化趋势 生物医学研究费用的变化趋势生物医学研究费用的变化趋势 NIH的转化医学理念的转化医学理念 NIH 提出转化医学理念的宗旨提出转化医学理念的宗旨 将生命科学基础科研成果迅速有效迅速有效地转化为可在临床实际应用的理论、技术、方法和药物。NIH转化医学发展路线图（转化医学发展路线图（E.A.Zerhouni,2003）将转化医学定为科研改革和提高医疗水平的关键举措关键举措,由此掀起世界范围内转化医学的热潮。转化医学理念的追溯转化医学理念的追溯 1992年，Choi，D.W.首次在科学科学杂志上提出“从实验室到病床(Bench to Bedside，简称B2B)”的概念。1996年，Geraghty J.在国际著名医学杂志The Lancet首次提出“Translational Medicine”(转化医学)一词，促进了此后转化医学理念的迅速传播。转化医学的基本概念转化医学的基本概念 基本概念：基本概念：将生物学基础研究的成果快速有效地转化为临床技术的过程，即从实验室到病床(bench to bedside)再从病床到实验室(bedside to bench)的双向连续过程，简称为“B-to-B”过程。基本内容：基本内容：1）基础研究；2）探讨疾病的生物学性质；3）非人体或非临床实验；4）I期临床试验。四四个阶段：个阶段：T1：检验可用性；T2：观察普适性；T3：效果评估；T4：政策研究。转化医学的基本特征（转化医学的基本特征（1 1）医学转化团队及成员间的双向交流医学转化团队及成员间的双向交流（政（政-学学-研研-产产-医医-用）用）多学科交叉合作多学科交叉合作 转化医学的基本特征（转化医学的基本特征（2 2）转化医学循环工作模式图转化医学循环工作模式图 需求驱动型研究需求驱动型研究 转化医学的基本特征（转化医学的基本特征（3 3）B to B 研究研究 康复问题/应用发现 提出假设 应用性成果（临床应用）临 床 试 验 商业性成果（产品）技 术 转 化 需求驱动型研究 实验室研究 学术性成果（科学论文）科 学 挖 掘 本图摘引自戴克戎院士的报告，略有修改 康复转化医学的发展趋势康复转化医学的发展趋势 转化医学的意义及价值引起全球范围内的重视转化医学的意义及价值引起全球范围内的重视 许多国家开始制定并实施各种计划，鼓励发展转化医学，其发展速度十分迅猛，势不可挡。美国 38个大学和医学院建立了转化医学中心或临床转化科学中心(包括哈佛、耶鲁、斯坦福、杜克、哥伦比亚等名校)美国正以每年2-5亿美元的资助力度推进转化医学研究 中国 2010年，戴克戎院士在南京、北京、上海等地多次作学术报 告，讲述康复转化医学专题报告 2011年，在徐州召开全国康复转化医学研讨会（励建安教授）2013年，人民卫生出版社康复医学研究生教材（康复转化医学列入其中）康复医疗器械发展的理念康复医疗器械发展的理念 以康复问题为核心以康复问题为核心 重视转化医学重视转化医学 智能化、人性化、杂交化智能化、人性化、杂交化 康复领域全覆盖康复领域全覆盖 生生存存 生生活活 工工作作 学学习习 娱娱乐乐 功能需求功能需求 运运动动 言言语语 认认知知 吞吞咽咽 感感官官 排排泄泄 人体生理功能人体生理功能 第八届中国科协（第八届中国科协（CAST）全国大会）全国大会 2011年年5月月27-30日，人民大会堂日，人民大会堂 自从第七届科协大会以来的5年，中国的科技能力正在实现历史性的突破历史性的突破 新的方向：新的方向：从中国制造走向中国创造中国制造走向中国创造 提倡科研机构和企业的深度融合深度融合 企业家企业家进入中国科协委员 教育部提出卓越工程师卓越工程师计划 习近平副主席讲话习近平副主席讲话 第三次工业革命第三次工业革命 经济学人杂志2012年刊文，“正如当初无人能预测1450年的印刷术、1750年的蒸汽机、1950年的晶体管会带来何等影响，而今，我们仍然无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改变世界”。3D打印技术的特点与优势打印技术的特点与优势 制造复杂物品不增加成本；产品多样化不增加成本；无须组装 零时间交付 设计空间无限 零技能制造 不占空间、便携制造 减少废弃副产品 材料无限组合 精确的实体复制 福布斯杂志在福布斯杂志在2012年底列数年底列数3D打印技术在未来应用的十打印技术在未来应用的十大趋势，其中在医疗领域的应用名列第二。大趋势，其中在医疗领域的应用名列第二。3D打印技术未来或许能够实现个性化医疗，并减少甚至消除器打印技术未来或许能够实现个性化医疗，并减少甚至消除器官捐献者短缺的问题。官捐献者短缺的问题。3D打印能够制造符合具体患者身体的定制产品打印能够制造符合具体患者身体的定制产品。3D打印技术在康复领域中的应用打印技术在康复领域中的应用 临床康复中的临床康复中的应用应用 肢体运动功能障肢体运动功能障碍诊疗机器人碍诊疗机器人 感知类辅助感知类辅助 器具器具 植入类植入类 肢体类辅助肢体类辅助 器具器具 市场动态市场动态 3D打印技术是一场制造技术的革命，是中国制造业升级的重要一环。3D打印技术经过20余年的快速发展，在全球范围内已形成一个规模16.8亿美元的新兴产业，并以年均20%-30%的速度高速成长。其在生物医学领域中的应用已占据了全部份额的8.8%。讨讨 论论 经济学人杂志2012年刊文，“正如当初无人能预测1450年的印刷术、1750年的蒸汽机、1950年的晶体管会带来何等影响，而今，我们仍然无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改变世界”。3D打印技术还处于起步阶段。未来发展空间甚大。它将大大促进“以人为本”、以恢复个体功能能力为标志的辅助技术服务业在中国的发展。促进多学科交叉（临床医学、神经工程、制造、信息、生物、材料等）和协同创新为特征的转化医学的迅猛发展。机遇与挑战同在，3D、4D、5D打印技术应用前景诱人，结合临床需求、造福人类健康存在许多科学与技术难关有待攻克。重点解读重点解读 国务院关于促进健康服务业发展的若干意见国发201340号（2013.10.14）健康服务业总规模达到健康服务业总规模达到8 8万亿元以上，成万亿元以上，成为推动经济社会持续发展的重要力量。为推动经济社会持续发展的重要力量。各部委正在制定配套的相关政策 配套的相关政策配套的相关政策（1）提升自主研发能力 通过国家重大、重点项目加大投入；通过国家重大、重点项目加大投入；五部委协同支持高端医疗装备产业化；五部委协同支持高端医疗装备产业化；支持企业的技术改造；支持企业的技术改造；拓宽中小型企业融资渠道。拓宽中小型企业融资渠道。配套的相关政策（配套的相关政策（2 2）促进国产化应用 价格改革；价格改革；医保政策；医保政策；新医疗器械进临床；新医疗器械进临床；配备标准、国产设备配置率；配备标准、国产设备配置率；优先配置权；优先配置权；制定优质国产医疗设备目录。制定优质国产医疗设备目录。配套的相关政策（3）完善行业监管政策 临床试验审评、注册制度；临床试验审评、注册制度；上市后的质量预警制（召回、退出和赔偿机上市后的质量预警制（召回、退出和赔偿机制）；制）；建新型诊疗技术监管体系；建新型诊疗技术监管体系；设临床研究与应用示范基地（企业和医疗机设临床研究与应用示范基地（企业和医疗机构参与试点、市场准入构参与试点、市场准入)。假肢与矫形器 轮椅与坐具系统；自动手动、倾斜和依躺轮椅；压疮与压疮防治技术、进入社区、转运装置 辅助操作、人-机界面、环境控制技术、康复机器人 听觉损伤的辅助技术 视觉损伤的辅助技术 语言交流的增强替代装置 远程康复评价技术与个性化网络设计、遥感技术 肢体康复训练与功能评估技术 脑认知障碍与功能增强与替代 神经功能性电刺激 康复产品标准化 新设备的发展趋势（辅助技术类）新设备的发展趋势（辅助技术类）1.假肢与矫形器假肢与矫形器 神经接口技术神经接口技术 人工骨（关节）制造技术 智能假肢 CAD/CAM假肢接受腔技术 材料力学 肢体运动分析、评价技术及其相关检测设备 三维运动信息跟踪检测三维运动信息跟踪检测 2.轮椅及其坐具系统轮椅及其坐具系统 轮椅技术 轮椅坐具的适配与评价技术 防压疮坐具系统的设计与制造 特殊材料、材料力学 适配的转运装置 长效电池 交通安全评估 智能轮椅技术及坐具系统的适配智能轮椅技术及坐具系统的适配 智能轮椅关键技术、部件及目标产品的研发智能轮椅关键技术、部件及目标产品的研发 防跌落 防侧翻 超声、红外 技术实现避 障、绕行功能 自动导航，快 速应招，选择 捷近路径返回 防侧翻、防跌 落 CAN总线通讯 超声测距 智能轮椅的功能模块 显示 模块 防跌落 模块 避障 模块 心电 模块 电机驱动 模块 防侧翻 模块 主控制器 CAN总线 坐具系统界面的有限元分析坐具系统界面的有限元分析 骨骼建模肌肉建模脂肪建模坐具模型导入ANSYS反求工程选择网格定义材料特性划分网格加载与约束求解塑出结果有限元建模骨骼建模肌肉建模脂肪建模坐具模型导入ANSYS反求工程选择网格定义材料特性划分网格加载与约束求解塑出结果有限元建模模型加载 人坐姿 受力分析 单元模型 模型坐垫 应力分布 模型坐垫 应变分布 曲面模型 点云模型 CT域值选择 像素坐标的重建 左半骨盆模型 坐具系统的坐具系统的 适配评估技术适配评估技术 适配后 1,11,1,.CRR CppPpp=CAD建模 适配前 侧向 坐姿 背向 坐姿 用户功能评估 CAD 数学建模 轮椅进入社区轮椅进入社区 旧房改造使旧房改造使 轮椅能进入大楼轮椅能进入大楼 交通安全交通安全 3.辅助操作与人辅助操作与人机界面装置机界面装置 这位高位截瘫的男士在家里可以通过人-机界面技术操作计算机，以运作他自己开的公司的业务。自动轮椅控制器（头控）自动轮椅控制器（头控）康复服务及辅助型康复机器人康复服务及辅助型康复机器人 康复服务机器人（视觉跟踪技术）全身性外骨骼机器人-“动力辅助服”辅助人类肌肉力量的服装“肌肉服装”辅助型康复机器人主要用来帮助肢体运动有困难的患者完成各种动作,如机器人假肢、机器人护士、机器人轮椅、导盲手杖等 人机接口、环境控制人机接口、环境控制 与智能家居与智能家居 佩戴式技术 MEMS、微纳制造技术 大规模集成电路制造 海量数据处理通讯技术 智能织物材料与传感器技术 老年人和功能障碍者用“智能家居”+智能自动化系统 机器人服务系统 健康监护系统+这是拥有家的主人而不是拥有主人的家 4.听力增强与替代系统听力增强与替代系统 神经接口技术 MEMS、微纳制造技术 超大规模集成电路制造技术 长效植入式电池/经皮供电技术/生物电池 语音信号处理技术（助听器制造关键技术）唇读识别技术 5.视觉增强与替代系统视觉增强与替代系统 低视力辅助装置 盲人助行装置 盲人阅读装置 人工眼 视网膜前假体 视网膜下假体 视觉神经系统假体 实际大小的ASR 放大的ASR 植入后的ASR ASR电极阵列 6.言语交流的增强与替代系统言语交流的增强与替代系统 人机接口技术 图示交流：写/数学/图表 语音信号处理与合成技术 词汇加速与扩展技术 传输评价数据 压力/空间数据 辅助技术从业人员 辅助技术厂商 注册护士 认证矫形及修复专家 OTR,PT 理疗医师 基于图像与声音的评价基于图像与声音的评价 专家中心专家中心 非专业 OTR or PT COTA or PTA RTS 技师 LPN 矫形或修复专家 上门服务护士 乡村站点乡村站点 远程传输各种影响康复的因素：轮椅，创伤护理，治疗跟踪，培训等。7.远程康复系统远程康复系统 网络技术与远程康复网络技术与远程康复(2)8.康复训练与功能评估设备康复训练与功能评估设备 建立具有大脑中枢主动参与的肢体运动功能康复训练模式及其系统 自适应助力反馈控制训练装置 柔性传感器制造及微静态力信息检测技术 脑损伤病人肢体康复训练装置 脑功能信息检测技术及其应用脑功能信息检测技术及其应用 主动意念参与下的手功能康复训练仪主动意念参与下的手功能康复训练仪 左右手运动相关脑电分析左右手运动相关脑电分析 想象左手运动 想象右手运动 0.6134 0.5084 0.5109 特征向量 最大分类 正确率%最大互 信息量(bit)MVAR提取 能量特征 Kc复杂度 多通道 线性参数 88.57%86.43%90.00%运动意识脑电特征分类运动意识脑电特征分类 9.认知障碍及其功能增强与替代认知障碍及其功能增强与替代 神经功能信息传导、检测与处理 视听觉信息的认知计算 情感-学习-认知-记忆的建模与特殊脑区的功能替代 脑认知功能障碍机制研究 脑认知功能障碍的干预方法研究 心身类疾病的早期诊断及其康复训练方法研究 阿尔茨海默病的早期诊断与干预方法研究 丰富环境干预的效果研究丰富环境干预的效果研究 AD大鼠对照组测试结果大鼠对照组测试结果 AD建模 未训练 水迷宫实验 AD建模后2周 未训练4个月后 AD大鼠丰富环境干预效应大鼠丰富环境干预效应 AD建模 丰富环境训练 水迷宫实验 AD建模后2周 训练4个月后 VD患者脑电特征的定征患者脑电特征的定征 VD患者 EEG双谱分布的比较 ERP信号 近似熵动态变化 健康老人EEG VD患者EEG 健康老年人 脑电反馈益智训练仪的研发脑电反馈益智训练仪的研发 老年痴呆早期预报与干预方法研究老年痴呆早期预报与干预方法研究 心身类疾病（抑郁症、毒瘾、网瘾等）运动功能障碍（帕金森病、肢体运动功能障碍）阻断性间歇式睡眠呼吸暂停综合症 镇痛（癌症病人的临终关怀）泌尿系统功能障碍 面瘫病人的康复 10.神经功能性电刺激及相关技术神经功能性电刺激及相关技术 复合功能脑电极及脑深部刺激器复合功能脑电极及脑深部刺激器 神经元放电神经元放电 非线性动力学分析非线性动力学分析 神经元放电神经元放电 的特征提取的特征提取 体外充电装置体外充电装置 性能测量性能测量 大鼠实验大鼠实验 恒河猴实验恒河猴实验 PD 正常 相空间重构吸引子 复合脑电极、配套刺激器、遥控器、接收器、接插件与到连线等成套装置复合脑电极、配套刺激器、遥控器、接收器、接插件与到连线等成套装置 康复产品标准化 全球医疗器械产品分布现状全球医疗器械产品分布现状 全球：2,914.4亿美元(2013年，2005年数据推算，8.1%速率）物理治疗器具：128.23亿美元（2013年）目前，全球共有辅助器具产品2万多种 示图摘引自Wen-Shiang Chen的报告 康复领域面临的挑战与任务康复领域面临的挑战与任务 借用戴克戎院士的话：借用戴克戎院士的话：未来是建立（康复）跨学科团队的时代 四大挑战任