第四届全国智慧医疗创新大赛由全国 20 多个协会学会相关单位联合主办，深化行业影响、提升赛事规模与深度，推进我国智慧医疗创新态建设与发展。大赛以赛事 展示:论坛”的模式，探索数据的开放共享和创新应用。进一步挖掘优秀项目，加速产业和人才双发展。推动智慧医疗、数字技术与实体经济深度融合，持续维进智慧医疗创新生态圈发展，为“健康中国”贡献创新智慧，打造智慧医疗创新的“中国模式”。
项目名称：用于上肢康复训练的外骨骼系统
参赛单位：梅科尔创新团队
联合参赛单位： 郑州萨利科技有限公司
参赛人员：李澳东
项目起源：当今社会，由于脑中风等疾病引起的骨折、肢体运动功能缺失及其并发症的发病率有逐年上升的趋势。其中，上肢运动功能的缺失对患者日常生活的影响尤为严重。此类肢体运动功能缺失多数是由于脑干局部神经功能受损，或者是中枢神经系统受损引起的。中枢神经系统具有高度的可塑性，实验表明，特定的功能训练能促进中枢神经的重组和代偿，恢复患者的肢体运动功能。因此在康复治疗过程中，需要用肢体运动康复配合医生的药物治疗，达到最好的康复效果。
传统康复过程上肢是人类日常生活中使用频率较高的肢体部位之一。同时，上肢相对于下肢更为复杂。上肢康复器主要有两种类型:采用刚性的机械连杆结构和电机驱动的传统康复器械及基于气动柔性驱动器设计的新型仿生康复上肢。前者不仅功能单一，在适用性、安全性和仿生性方面也存在着不足。而后者，虽有少数成果已商业化，但由于气动柔性驱动器结构和性能的限制，康复对象被局限，特别是对于手部，其只能对手部整体或者手腕这些结构大的关节进行康复，很难完成如单根手指或指关节这类结构较小部位的康复训练，我们团队致力于医疗康复设备的推广以及研发，经过大量调查以及研究，特研发生产出上肢康复外骨骼系统，为偏瘫患者带来福音。
痛点、难点：(1) 对于脑卒中疾病，具有高发病率，高致残率和高死亡率的特点，我国年龄标化的卒中患病率为1115/10万，每年年龄标化发病率为247/10万，死亡率为115/10万。我国的专业康复医师所占基本人群比例约为0.4：10万，康复医师缺口达6.4万。
(2) 与发达国家比较，我国脑卒中康复发展机构相对匮乏、资源不足，制约了脑卒中患者康复发展，目前国内的很多医院采用的康复设备大多数都是国外进口的，例如，飞利浦、索尔曼等医疗设备公司推出的产品，在采购过程中价格极其昂贵。
(3) 目前康复设备主要有电机驱动、钢丝牵拉的方式，这种方式作为动力导致设备启动过程中产生的冲击性非常强，非常容易对老年患者造成身体上的二次损伤。而具有冲击力较柔的气动驱动目前还都处于初级阶段。动力源的控制便成为研发过程中的难点
(4) 在手部康复方面由于手指纤细，手部关节相较于其他肢体较小、多而复杂，从而使手部的康复控制难度大，且易受到外界压力而造成损伤，因此针于对手指的康复设备也是一大难点。
康复设备已经大量出现，但对于整个康复过程的闭环是众多设备未做到的，只进行了康复训练的过程，缺失了对患者动作的康复评估环节。在小部分康复设备中虽然有康复评估的系统，但总存在一些不足，如:康复系统只能适用于单一的设备，是离线式的康复评估系统，缺乏个人的康复定制，这些缺少和不足造成康复设备在训练过程中效率低，效果差。
思路、方法：本团队研发的上肢康复外骨骼系统结合了现有的运动康复、作业康复、手工康复的传统康复医疗方法，整个系统分为四个模块：
(1) 第一个为上肢外骨骼康复模块，主要康复以上臂、前臂以及腕部整个肌群的运动康复，主要采用气压驱动的气动肌腱的方式进行驱动整个康复结构，可以在康复训练过程中增加缓冲时间以防止对患者造成的二次损伤；
(2) 第二个模块为基于柔性气动肌肉的康复手套，本团队经过长年的技术累计，已经独立研发出以高分子复合材料为主的气动人工肌肉，最大程度上避免在康复过程中对患者造成的二次损伤；
(3) 第三个模块为针对于康复手套的气压-电压控制模块，通过对电路板排线以及电路元器件的焊接位置进行设计，可以使控制硬件随身携带，即插即用。
第四个模块为动作捕捉康复评估系统，通过采用动作捕捉技术，采集患者在康复训练过程中的运动数据，并将运动数据传递给后台，对数据进行分析处理，并生成康复评估报告给患者和医师，可以使患者进行智能、远程的医疗康复。
创新点：(1) 本产品针对于脑卒中偏瘫患者的上肢康复外骨骼，采用便携式康复设备与传统的动作康复、作业康复、手工康复相结合，可以使患者在不需要专业医护人员在旁陪同的情况下即可进行自主康复训练。
(2) 患者在进行康复训练过程中产生的运动数据可以通过动作捕捉技术采集运动数据，并将数据传递给后台进行数据处理，最终生成康复评估报告。
(3) 上肢外骨骼和康复手套采用以气压为动力源的气动肌腱和气动人工肌肉进行驱动，可以避免对患者造成的二次损伤。
(4) 康复手套使用的气动人工肌肉为团队多年积累的研究制作经验，采用高分子复合材料制作人工肌肉，可以有效的模拟人体肌肉的运动方式。
在康复方式上，有通过肌电信号自主控制的主动训练及通过健侧控制患侧进行影子模式控制的被动训练两种康复训练模式，在康复训练结束后，有针对患者个人的训练评估系统进行多方法的训练效果评估及私人康复方案定制，形成闭环提高训练效率、康复效果。
推广及意义：项目研究的是一款用于帮助中风偏瘫患者康复的基于气压驱动的主/被动式康复上肢外骨骼系统。团队自主开发控制程序，自主设计智能算法，通过动作捕捉技术对康复运动动作进行实时检测，将患者的康复运动情况参数化、可视化，矫正不规范动作、对康复过程进行评估和反馈，可以进一步优化康复解决方案。手部驱动机构采用经过107次试验自主研发的仿生气动人工肌肉进行驱动，安全性高，噪音小，清洁卫生。整体能够实现肩、肘、手部的多关节同时驱动，提高康复效率。其次，本项目研究的气动康复外骨骼还可帮助老龄人或运动不方便的特殊人群解决工作困难，帮助他们正常工作，也可帮助他们在生活中抓取东西减轻生活负担。
第六届全国智慧医疗创新大赛
由移动医疗教育部中国移动联合实验室发起，全国 40 个省市相关协会学会、行业机构联合主办的“第六届全国智慧医疗创新大赛”定于 9 月举办。旨在积极响应“健康中国”、“人才强国”战略和“数字中国”政策规划引导，发挥大赛创新导向作用，激发创新活力、增强创新意识、普及与推广创新成果，积极构建“政产学研金服用”创新驱动服务平台，实现医疗卫生数字技术创新重大突破，应用创新全球领先。