腦卒中患者的吞咽痛點，“咽韻”用非侵入式智能可穿戴設備解決了 | 科技有溫度
隨著人口老齡化程度日益加深，腦卒中發病率日漸升高，而吞咽障礙作為腦卒中后最常見的并發癥之一，會對患者造成誤吸、窒息等多種危險情況，而針對腦卒中后吞咽障礙的評估和干預，目前缺少低成本、非侵入、便攜式的有效手段。
而就在近日，來自上海交通大學設計學院的朱兆鵬、何琦、印楠三位同學原創設計了Dysphagia Dynamics咽韻吞咽障礙康復訓練平臺（以下簡稱“咽韻”），憑借其對社會問題的前沿洞察，以及對AI等多元技術的巧妙融合，入圍了2024年戴森設計大獎國際20強名單，為解決老齡化社會中因腦卒中引發的吞咽障礙病例增加問題提供了有效方案。盡管他們在2024年戴森設計大獎的最終國際評選中未能獲得大獎，但依舊向世界展現了中國發明家的原創力量與未來潛能。
為了改善腦卒中患者的治療和康復效果，在交大設計學院的實驗室里，國際工業設計工程專業的研究生朱兆鵬、何琦和印楠，已針對腦卒中開展了多項研究課題。據何琦表示，“接觸了大量腦卒中患者后，我們才知道他們連正常吃東西、喝水都做不到。”
然而，現有的針對腦卒中后吞咽障礙干預手段，需要醫護人員通過X光、內窺鏡等儀器直接觀察。這類檢查不僅價格昂貴，還因為內窺鏡的侵入性讓人很不舒服，容易造成患者的抵觸心理，難以在社區、家庭中推廣。并且，傳統的吞咽障礙康復干預手段依賴醫護人員或患者家屬的引導和督促，更是不利于患者的依從性。
面對這些現有問題，團隊希望設計出一款方便操作、非侵入且便宜的解決方案。作為設計專業的學生，團隊首先敏銳地想到使用CTAR運動療法與sEMG信號結合來解決這一問題的辦法。CTAR實施簡便且干預效果好，具有較大潛力。而基于sEMG信號特征開發的吞咽障礙自動分類算法具有非侵入性的優勢，不會對人體造成傷害，短時間內能夠反復檢查。將兩者優勢結合，即可解決侵入性的難題。
此外，為了擺脫對醫護人員的依賴，進一步提升患者康復的依從性，團隊還引入了可視化生物反饋干預手段。該手段能夠激勵患者主動進?康復訓練，并科學地提供康復策略，有效優化了腦卒中后吞咽障礙的康復流程，縮短了以往康復所需的時間和?錢成本。
據團隊成員印楠表示，在此次產品設計中，數據采集是耗時最久的一項工作。為了做到根據表面肌電信號進行吞咽障礙的識別評估，需要采集真實患者在吞咽過程中的sEMG信號建立數據集。因此，團隊需要一次次前往醫院病房，采集患者吞咽時的喉部肌肉運動信號。并且，由于吞咽不同量的水會導致肌肉電信號的差異，采集這些信號的過程自然變得復雜。在長達近六個月的數據收集過程中，團隊也對那些愿意努力配合研究的患者們充滿感激，“我們要采集全面的電信號，每位患者就大概需要1個小時，吞八到九杯水”。
最終，經過反復的患者測試和大量的數據收集，咽韻吞咽障礙康復訓練平臺成功問世，該發明包含頸部可穿戴硬件和配套軟件，相比傳統治療方式更加高效、經濟、更具依從性，可穿戴的設計也提升了患者的使用體驗。
上海交通大學設計學院院長阮昕也對學生們的作品表示了高度贊揚：“很高興交大設計學院的同學能夠收獲國際大獎的認可。我覺得咽韻的設計是我們學院教學理念一個很好的縮影，有夯實的用戶研究也結合了臨床的經驗和反饋，最終通過長時間的反復測試，達成設計目標。設計學院一直以實踐型教學為主，我們想讓同學們了解到，無論哪種設計，都需要實踐先行，而有品質的實踐是在理論支撐之下的。未來，我們也希望能培養更多像咽韻這樣的學生團隊站上國際舞臺，通過科技和設計方法為現實問題提出創新方案。”
目前，作為上海交通大學設計學院團隊與上海的醫院聯合孵化的治療模式創新，咽韻產品的可穿戴硬件與配套APP已經完成開發與小范圍的用戶測試。
對于作品未來的商業化落地，團隊成員朱兆鵬分享到：“未來我們希望進一步擴大用戶測試的范圍，收集更多的反饋與PSD數據，同時申請相應的專利與產品量產推進。此外，產品目前實現了吞咽障礙與健康的二分類識別，未來我們希望在此基礎上擴大采集樣本量，并進行精細的分級采集，以進一步實現分級評估，以推薦不同強度的康復訓練運動，提升產品對不同程度吞咽障礙患者的適配度，加速科技創新成果落地。”
