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新型医用材料联合脑机接口构建中枢神经损伤精准康复体系与应用研究
项目编号：2025102
完成单位：山东大学齐鲁第二医院,浙江迈联医疗科技有限公司,北京航空航天大学
完成人：曾凡硕,崔正哲,陈静,黄来刚,石狄,孙强三,沈文远,曲晟,乔岩旗,万小姣
项目简介：
研究背景
人口老龄化与慢性病高发使传统康复医疗面临精准性不足、个性化缺失等挑战。本项目聚焦智能康复装备领域，攻克"感知-决策-执行"全链条技术瓶颈，通过跨学科创新推动行业智能化升级，助力高端医疗装备国产化。
研究方法与技术路线
1. 材料创新：研发海藻多糖/甜菜衍生物非共价交联离子导电水凝胶，兼具超拉伸（>975%）、高透光（>90%）与强粘附（>15kPa）特性，开发可3D打印柔性生物传感器。
2. 仿生设计：构建髋关节非对称并联多连杆、膝关节绳驱机构及踝关节三自由度柔性机构，通过刚-柔耦合实现人体多平面运动自适应。
3. 智能控制：融合柔性光纤传感、MLP模型与混合控制算法，建立"速度-力"双闭环系统，步态识别率>98%，运动辅助精度提升20%。
4. 系统集成：集成电子皮肤、仿生外骨骼与脑机接口（BCI），形成覆盖生理监测-运动重建-神经反馈的全周期康复闭环体系。
发明点与创新点
1. 全球首创多糖基导电材料：灵敏度（GF=2.5）超越PEDOT:PSS等传统材料，获3项发明专利，支持0.1%应变级生理信号监测。
2. 动态人机协同技术：实现25-12000Nm/rad刚度动态调节，解决刚性外骨骼适配难题。
3. 多模态闭环系统：首次整合柔性传感、仿生外骨骼与10Hz自发异步BCI，构建完整"感知-决策-执行"技术链。
主要贡献
1. 建立材料-器件-系统多级创新体系，推动康复装备个性化发展。
2. 柔性传感器为可穿戴医疗提供新范式，临床验证信号一致性>95%。
3. 患者运动功能改善率提升30%，治疗成本降低30%，住院周期缩短20%。
应用推广情况
1. 产品落地：柔性传感器完成200例临床验证，外骨骼进入多中心试验，脑机系统覆盖全国百余家三甲医院。
2. 市场成效：2024年市场份额达48%，营收超1500万元，累计服务5万人次。
3. 产业协同：获浙江省工程研究中心认定，参与2项省级重大专项。
社会与综合效益
1. 医疗普惠：国产化设备降低高端康复治疗成本，服务延伸至基层医疗机构。
2. 经济增效：年节省社会医疗成本超亿元，释放20%医疗资源效能。
3. 技术突破：外骨骼控制算法达国际领先水平，脑机系统开创神经康复新模式。
4. 生态建设：形成"产学研医"协同创新模式，培养复合型技术人才200余人。
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