它是什么?
DysphagiaDynamics 为吞咽障碍患者提供医院级别的评估和居家环境的康复训练。它通过sEMG信号以及AI分类模型准确判断吞咽动作，更加高效、经济、更具依从性。
你的灵感
随着人口老龄化程度日益加深，脑卒中发病率日渐升高，而吞咽障碍作为脑卒中后最常见的并发症之一，会对患者造成误吸、窒息等多种危险情况，而针对脑卒中后吞咽障碍的评估和干预，目前缺少低成本、非侵入、便携式的有效手段。现有的干预手段需要医护人员进行侵入性治疗，难以在社区、家庭中推广。而 CTAR 运动疗法实施简便且干预效果好，具有较大潜力。基于 sEMG 信号特征开发的吞咽障碍自动分类算法具有非侵入性的优势，且不会对人体造成伤害，短时间内能够反复检查。因此我们将sEMG与CTAR的优势结合，设计了一套兼具软硬件的解决方案。
如何运作？
DysphagiaDynamics 的硬件为一个颈部穿戴设备，内置 sEMG 传感器。在康复训练前，患者将硬件产品穿戴于脖子上，将 sEMG 传感器粘贴于喉部双侧，即可采集喉部的肌电信号。患者打开配套的软件后，可以选择规定的CTAR动作进行训练（如吞咽、低头、张嘴）。软件接收来自硬件中 sEMG 传感器的信号，根据训练好的AI分类模型判断动作，当用户达到训练要求的动作和力量时会出现正确反馈。sEMG传感器采集患者的喉部肌电信号，由于肌肉运动产生电荷，经过硬件数据处理与蓝牙通信模块输入软件平台并输入后台数据库。我们采集了健康人和PSD患者的双侧舌骨上肌群和舌骨下肌群在吞咽过程中的 sEMG 信号，对信号进行处理后，提取均方根值、积分肌电值、整流平均值、峰值、平均功率频率、中位频率共 6 个特征，建立PSD检测的数据集，使用 MATLAB 分类学习器生成分类模型并测试，对吞咽障碍具有95.8%的识别准确率。整个评估训练流程实时完成，患者可随时进行康复。
设计过程
首先，对现有脑卒中后吞咽障碍的临床评估和干预手段进行广泛的整理和总结，经过和医院专家的访谈和交流，肯定了表面肌电技术和 CTAR 训练在吞咽障碍康复治疗领域的潜力。 其次，一方面进行用户研究：了解患者参与康复训练的情况，对康复训练交互产品的需求以及建议。另一方面进行市场调研，对市场上现有的针对吞咽障碍康复的软硬件产品进行了广泛的调研，分析现有产品的优劣势。 再次，采集健康人和脑卒中后吞咽障碍患者的双侧舌骨上肌群和舌骨下肌群在吞咽过程中的 sEMG 信号，对信号进行处理，建立脑卒中后吞咽障碍检测的数据集，使用 MATLAB 分类学习器生成分类模型并进行测试，模型对吞咽障碍具有较高的识别准确率（95.8%），模型识别的结果可作为康复训练的指导。 接着，进行硬件和软件产品的设计，设计出可穿戴硬件设备和康复训练软件结合的创新产品系统，硬件产品辅助用户进行 CTAR 训练并采集 sEMG 数据，训练软件基于 sEMG 信号提供给用户可视化的训练反馈和指导。设计方案经过多次迭代定稿后，通过 3D 打印、软件开发等技术手段进行产品原型的开发制作。 最后，通过对照实验验证产品原型对PSD患者的干预效果、内在动机、训练疲劳感受的影响。实验使用 EAT-10 吞咽筛查量表和标准吞咽功能评定量表（SSA）对吞咽功能进行评估，表明本产品原型能够显著改善PSD患者的吞咽功能。使用 IMI 内在动机量表对被试的内在动机进行评估，表明产品能够显著提升患者参与康复训练的兴趣水平，降低压力感受，从而帮助提升参与康复训练的内在动机。在主观疲劳度感受上能够显著降低患者康复训练过程中的疲劳感受。因此，DysphagiaDynamics 具有较好的应用潜力，可以作为传统治疗方案的补充，给用户提供一种有效的便携的数字化康复训练方式，帮助用户改善吞咽功能，回归正常生活。
它有什么不同？
DysphagiaDynamics 将基于客观生理数据的吞咽障碍检测与可穿戴设备相结合，设计一套方便操作、携带的非侵入式吞咽障碍实时检测设备，相较于现有评估手段和所需设备，具有小巧、快速、实时、成本低廉的优势，为吞咽障碍的客观检测手段提供新的可行方案。同时，可视化生物反馈的干预手段鼓励患者积极参与康复训练，提高吞咽障碍康复训练的依从性。传统的吞咽障碍康复干预手段依赖医护人员或患者家属的引导和督促，患者的依从性较差，可视化生物反馈的康复训练能够激励患者主动进行康复训练，并科学地提供康复策略，有效优化了脑卒中后吞咽障碍的康复流程，缩短了以往康复所需的时间和金钱成本。
未来计划
DysphagiaDynamics是我们团队与中国上海的医院联合孵化的治疗模式创新，目前产品的可穿戴硬件与配套App已经完成开发与小范围的用户测试。未来我们希望进一步扩大用户测试的范围，收集更多的反馈与PSD数据，同时申请相应的专利与产品量产推进。此外，产品目前实现了吞咽障碍与健康的二分类识别，未来我们希望在此基础上扩大采集样本量，并进行精细的分级采集，以进一步实现分级评估，以推荐不同强度的康复训练运动，提升产品对不同程度吞咽障碍患者的适配度。
奖项
本产品研发过程收到了来自上海交通大学护理学院和上海市仁济医院神经科专业医师的学术与临床经验支持。
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