《腰背肌锻炼的智能化研究与临床应用》

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1.所属科学技术领域:腰椎间盘突出症患者康复治疗及移动医疗领域中医患沟通软件及穿戴式传感器设备的研发。

2.主要技术内容:该研究主要技术内容包括五部分:

①建立的腰椎运动节段三维可视化生物力学模型上,借助脊柱横截面积肌力计算法,求出正常解剖状态下腰椎受力数值,模拟腰背肌锻炼时腰4/5节段前屈10°、后伸5°、左右侧屈各5°的运动状态,对四种情况条件下腰4/5椎体及腰椎间盘髓核的应力、椎体及椎间盘髓核位移的变化数据进行搜集、整理,比较腰椎运动节段在不同应力下的相关参数变化。

②该实验模拟腰椎间盘膨出受试者,在角度差异条件下行腰背肌功能锻炼,对比背伸时角度变化前后腰椎间盘水分、椎管前后径及硬膜囊间径值的改变。

③利用肌骨超声动态监测腰背肌锻炼对多裂肌形态及临床疗效的影响。该研究结合中医整体观和现代生物力学理念,从“腰段多裂肌-腰椎-腰椎间盘”的关系出发,以燕飞式腰背肌锻炼作为干预手段,以肌骨超声、VAS视觉疼痛评分、Oswestry功能障碍指数作为评估手段,来观察燕飞式腰背肌锻炼对腰椎间盘突出症患者腰段多裂肌萎缩、疼痛、功能障碍的改善情况,并分析燕飞式腰背伸锻炼对多裂肌形态改变、VAS、ODI的影响。

④基于3D骨科医患沟通应用系统的研发:采用骨骼模型、人机交互操作、病变骨骼、治疗过程动画演示和骨科知识等功能模块设计,依据人体骨骼生理结构及病理改变,采用开发引擎Unity3D、三维建模和法线贴图等3D技术,建立了高精度脊柱与膝关节的骨骼模型、内部结构的透视图像,建立了脊柱与膝关节骨科常见疾病及相应的治疗动画演示,是国内首款实现人机交互方式、3D动画过程演示的医患沟通软件。

⑤腰椎穿戴式传感器的研发:应用新颖的传感器技术与Android系统相结合,开发出实用性强,操作简便的穿戴式设备,并应用于骨科临床。

3.授权专利及获奖情况:围绕该课题共获得2015中医医院信息化项目创新应用奖1项,河南省中医药科技成果奖一等奖4项,获批实用新型专利4项,发表学术论文8篇。

4.应用推广及效益情况:该研究适用于腰椎间盘突出症等脊柱疾病非手术治疗患者的诊断、治疗、康复锻炼及预防保健;通过腰椎传感器的佩戴,收集功能锻炼过程中的数据资料,及时调整锻炼姿态、时间等参数,对于提高腰背肌功能锻炼效果具有积极意义。

该研究成果尤其适合在配备肌骨超声的地市(县、区)及基层卫生服务中心等医疗单位进行推广应用。

成果说明

该研究适用于腰椎间盘突出症等脊柱疾病非手术治疗患者的诊断、治疗、康复锻炼及预防保健;尤其适合在配备肌骨超声的地市(县、区)及基层卫生服务中心等医疗单位进行推广应用。 为推广该研究成果,我们以河南省洛阳正骨医院河南省骨科医院为平台,开办腰椎间盘突出症非手术治疗及相关诊疗技术学习班;并在河南中医药大学第一附属医院、开封市中医院、鹤壁市中医院等医院应用;以该项目研究成果为契机,研发腰背部功能锻炼的穿戴式传感器设备,为移动医疗领域提供理论支持。

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