天津大学“神工二号”人工神经康复机器人系统落户烟台山医院
8月20日，烟台山医院引进国内领先的“神工二号”系统项目，让中风、瘫痪患者燃起重新独立生活的希望。这是天津大学神经工程团队再次成功突破一系列临床关键技术，发布最新一代的“神工二号”系统。被评为中国改变未来的十大科技成果之一。“神工”系列是全球首台适用于全肢体中风康复的“纯意念控制”人工神经机器人系统。这一历时10余年的技术，是国家“863计划”“十二五”国家科技支撑计划和国家优秀青年科学基金重点支持项目，在复合想象动作信息解析与处理、异步脑—机接口训练与识别、皮层—肌肉活动同步耦合优化、中风后抑郁脑电非线性特征提取与筛查等关键技术上取得了重大突破，目前已拥有包括59项授权国家发明专利、1项软件著作权在内的自主知识产权集群。 “神工二号”通过人工神经机器人计算并分析脑区的激活程度和可塑性模式，辅助皮层肌肉活动的同步耦合，构建了“脑-机-肌”紧密型的人工神经信息环路，反复强化这一从大脑至肌群的正常兴奋传导通路，利用神经可塑性，有效地促进原有障碍的运动反射弧的逐渐恢复。每一个步骤都不容许有半点的偏差。光是想象，“神工二号”机器人技术的难度就可见一斑。
与神工一号相比，神工二号在技术内核、传感模式、软件设计、应用方式等方面发生了明显的变化。在最为关键的脑状态信息检测、建模、解码部分，针对普适性等瓶颈难题，神工二号创新设计了一种高稳定度的模型更新策略，使机器人系统能够在人机康复训练过程中随患者个体数据积累不断进行优化更新，并在建模过程中将干扰模式数据混入基础任务静息态，有效抑制了因外界环境因素和个人心理因素等所造成的系统误触发率，大大提升了系统的鲁棒性。应用方式变成了全新的线上线下结合，采用互联网 技术，开拓了以数据中心为核心、线下产品为终端的康复服务互联网络，开创大数据远程医疗新模式。无线水性电极的传感方式简化了临床操作，硬、软件整合，形成了一套集信息存档、评定诊断、训练治疗、效果打印等多种功能于一体的临床康复智能服务系统，并扩展了中风后抑郁症等关联疾病的辅助诊断，可进行在线病理检测与筛查。
全国人大科教人卫委员会副主任委员、脑卒中防治工程委员会副主任王陇德院士在《国家卫生计生委脑卒中防治工程工作报告》中指出我国脑卒中防控的现状与前景。他表示，我国脑卒中防治形势严峻，根据世界银行的数据推算，到2030 年，中国将有3177万脑卒中病人，而脑血管病是肢体残疾的首位原因。
脑卒中被称为“人类健康的头号杀手”，俗称“中风”，是一个具有高患病率、高发病率、高死亡率和高致残率的“四高”疾病，不仅给个人、家庭、社会带来沉重的负担，而且患者得病后的治疗往往是花费了大量的人力、物力、财力，效果仍难以令人满意。10月29日是“世界卒中日”，关注年轻人的卒中风险尤其重要。今年是设立“世界卒中日”十周年 “神工二号”系统因其新颖的技术手段和康复理念受到了广大患者和技术同行的关注，其临床合作团队接到几十个国家和地区的患者与家属打来的电话，要求接受此项治疗。到目前为止，已经进行的100多例临床测试，结果都非常成功，病人中有11岁的小孩，更有七八十岁的老年人，像因中风导致偏瘫11年的时阿姨经过三个月的康复治疗，已经可以用原来无法运动的右手一笔一划写出自己的名字。
据介绍，中风是目前世界上致残率最高的疾病，中国人现在每12秒就有一个人中风，这个比例非常高，危害之大也可想而知。作为一种神经康复类高端医疗器械，”神工”系列人工神经机器人具有很高的技术和工程开发难度。在国家自然科学基金委、科技部、教育部、天津市科委、天津大学等支持下，明东教授所带领的天津大学神经工程团队汇聚了包括电子、软件、制造、可靠性工程、基础医学、临床医学等在内的多个学科交叉的研究团队，将脑-机交互与反馈、神经肌肉电刺激、神经肌骨动力学等高科技应用于人工神经机器人的研发，历经10年攻关终于研制成功系列化“神工”机器人系统。 “神工二号”的研发成功，对实现产学研医密切结合、高端医疗器械的国产化和产业化树立了榜样。8月20日是个特殊的日子，102年前著名神经生理学家、诺贝尔生理学或医学奖Roger Wolcott Sperry诞生，他最大的贡献来自于他对人类大脑半球研究的贡献，他著名的意识—大脑相互作用理论100多年后在“神工二号”系统上得到了充分的展示和应用。 自2014年启动的“天津大学战略合作医院联盟计划”标志着天津大学校医工结合的水平达到了一个新的高度，切实的把医学科学融入到天津大学整体学科布局和建设体系之中，同时也帮助医学健康领域最新的科研成果在全国医疗机构中开花结果。烟台山医院是山东历史悠久、久负盛名的三甲医院之一，具有丰富的临床资源和实践经验，而天津大学作为中国第一所现代大学，素以强大的工科实力蜚声海内外，近年来研发成功了包括“神工一号”在内的多项具有极高应用和推广价值的医学科技成果。这样的合作，更利于双方发展提升，造福百姓。
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