第五届中国江苏产学研合作成果展示洽谈会

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1、第五届中国江苏产学研合作成果展示洽谈会科技成果登记表一、基本情况成果名称基于通信原理的瘫痪肢体运动功能重建的微电子肢动仪完成时间2013年完成单位东南大学获支持的科技计划□国家863计划□国家973计划□中国科学院知识创新工程□中国科学院其他计划□江苏省工业支撑计划□江苏省科技成果转化专项资金□江苏省产学研联合创新资金■其他省部级计划■其他国家级计划■其他完成人王志功教授吕晓迎教授所在部门信息科学与工程学院生物科学与医学工程学院职称教授，博导职务所长国家重点实验室副主任手机1360518140813770615667

2、电话025-83792882025-83793430传真025-83792882e-mailzgwang@seu.edu.cnluxy@seu.edu.cn身份证号320102195405061617320102195605281649邮编210096地址江苏省南京市玄武区四牌楼2号联系人王志功教授吕晓迎教授所在部门信息科学与工程学院生物科学与医学工程学院职称教授，博导职务所长国家重点实验室副主任手机1360518140813770615667电话025-83792882025-83793430传真025-83792

3、882e-mailzgwang@seu.edu.cnluxy@seu.edu.cn成果形式□新技术□新工艺■新产品□新材料□新装备□新品种□其他成熟程度□研制■试生产□小批量生产□批量生产□其他应用产业领域■电子信息□装备制造□能源环保■生物技术与医药□新材料□现代农业□其他发明专利在申请4项已授权4项，专利号：1）美国专利号No.8000806:12/159,776,2）ZL200510135541.63）ZL200510038804.14）ZL201010120386.1合作方式■技术开发□技术入股□技术转让■技

4、术服务□技术咨询□人才培养□共建载体□其它二、成果简介综合介绍现有瘫痪肢体运动功能康复训练用功能电刺激即FES系统中使用的编码主要是人工编制的周期性电脉冲，只能实现较为粗大和机械性的动作，与正常人肢体动作的协调度相去甚远，效果有限，而且无法应用于脑瘫婴幼儿的治疗与训练。为解决这些问题，本成果拓展了课题组2005年提出的“微电子神经桥”概念，申报了“基于神经信号再生的生物感觉传递及控制系统装置”—3—的发明专利。其核心思路是利用健康肢体的体表运动肌电信号在瘫痪肢体的体表对神经肌肉接头进行功能电刺激，从而达到瘫痪肢体运动

5、功能协调重建的目的。基于该专利思想研制的双通道肢动仪样机已在东南大学附属中大医院康复科、江苏省人民医院康复医疗中心、中国康复研究中心和香港中文大学附属威尔斯亲王医院完成了40多名偏瘫患者健手控制患侧手腕和手指伸展的临床科学实验，康复效果显著。相关成果已获中国侨界贡献奖（创新成果）、江苏侨界贡献奖（创新成果）、第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛团体二等奖、第八届全国研究生电子设计大赛全国总决赛“团体特等奖”、第十四届中国国际工业博览会高校展区优秀展品二等奖等多个奖项。2015年4月荣获第43届“日内瓦国际

6、发明展特别金奖”。创新要点1、在国内外首创性地提出了“利用微电子神经桥’技术实现受损脊髓神经的信号再生和功能重建”的思路。这一方法的基本思路是：采用可植入体内、与中断的脊髓神经接口的微电子系统，实现受损神经信道的有源（即具有信号放大和处理的）桥接，实现神经信号的中继再生和瘫痪肢体的功能重建。经过不断的研究探索，已经设计出了几代混合集成和单片集成的微电子神经桥装置，并开展了一系列以蟾蜍、大鼠为模型的动物实验，验证了微电子神经桥的可行性。2、发展了“微电子神经桥”的思想，将中断神经通过微电子系统进行桥接的思想推广到任意的

7、两个独立的神经系统，包括一个健康肢体的神经系统和一个失去信源的瘫痪肢体的神经系统，从而提出利用患者本人或他人健康肢体的神经/肌电峰电位脉冲序列来控制瘫痪肢体运动功能重建的思想，使之产生协调动作，是上述创新思想的进一步发展。特别是采用非侵入式体表电极实现肌电信号控制肌肉动作的方案，为“微电子肌电桥”走向临床实验开辟了道路。技术指标主要技术指标功能模块特征内容两路FES输出通道脉冲幅度(mA)30±3连续可调负向脉冲宽度(μs)500刺激频率(Hz)0~75两路sEMG输入通道采样率1kHz刺激脉冲双向平衡非对称正负脉冲

8、宽度比例4:1锂电池可充电可连续工作12h7800mAh优于现有FES系统的主要特点1)增强FES训练过程中的自主意识参与2)更适合任务指向性康复训练3)更适合卒中软瘫期康复训练其他说明应用领域：1)健康人控制下的脊髓损伤四肢瘫患者的肢体运动功能重建。2)卒中后遗症偏瘫患者健侧肢体控制患侧肢体的双侧康复训练。3)基于健康人异体控制的肢体动作训练