脑卒中患者的吞咽痛点，“咽韵”用非侵入式智能可穿戴设备解决了

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。



而就在近日，来自上海交通大学设计学院的朱兆鹏、何琦、印楠三位同学原创设计了Dysphagia Dynamics咽韵吞咽障碍康复训练平台（以下简称“咽韵”），凭借其对社会问题的前沿洞察，以及对AI等多元技术的巧妙融合，入围了2024年戴森设计大奖国际20强名单，为解决老龄化社会中因脑卒中引发的吞咽障碍病例增加问题提供了有效方案。尽管他们在2024年戴森设计大奖的最终国际评选中未能获得大奖，但依旧向世界展现了中国发明家的原创力量与未来潜能。

为了改善脑卒中患者的治疗和康复效果，在交大设计学院的实验室里，国际工业设计工程专业的研究生朱兆鹏、何琦和印楠，已针对脑卒中开展了多项研究课题。据何琦表示，“接触了大量脑卒中患者后，我们才知道他们连正常吃东西、喝水都做不到。”

然而，现有的针对脑卒中后吞咽障碍干预手段，需要医护人员通过X光、内窥镜等仪器直接观察。这类检查不仅价格昂贵，还因为内窥镜的侵入性让人很不舒服，容易造成患者的抵触心理，难以在社区、家庭中推广。并且，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，更是不利于患者的依从性。

面对这些现有问题，团队希望设计出一款方便操作、非侵入且便宜的解决方案。作为设计专业的学生，团队首先敏锐地想到使用CTAR运动疗法与sEMG信号结合来解决这一问题的办法。CTAR实施简便且干预效果好，具有较大潜力。而基于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，不会对人体造成伤害，短时间内能够反复检查。将两者优势结合，即可解决侵入性的难题。

此外，为了摆脱对医护人员的依赖，进一步提升患者康复的依从性，团队还引入了可视化生物反馈干预手段。该手段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。

据团队成员印楠表示，在此次产品设计中，数据采集是耗时最久的一项工作。为了做到根据表面肌电信号进行吞咽障碍的识别评估，需要采集真实患者在吞咽过程中的sEMG信号建立数据集。因此，团队需要一次次前往医院病房，采集患者吞咽时的喉部肌肉运动信号。并且，由于吞咽不同量的水会导致肌肉电信号的差异，采集这些信号的过程自然变得复杂。在长达近六个月的数据收集过程中，团队也对那些愿意努力配合研究的患者们充满感激，“我们要采集全面的电信号，每位患者就大概需要1个小时，吞八到九杯水”。

最终，经过反复的患者测试和大量的数据收集，咽韵吞咽障碍康复训练平台成功问世，该发明包含颈部可穿戴硬件和配套软件，相比传统治疗方式更加高效、经济、更具依从性，可穿戴的设计也提升了患者的使用体验。



上海交通大学设计学院院长阮昕也对学生们的作品表示了高度赞扬：“很高兴交大设计学院的同学能够收获国际大奖的认可。我觉得咽韵的设计是我们学院教学理念一个很好的缩影，有夯实的用户研究也结合了临床的经验和反馈，最终通过长时间的反复测试，达成设计目标。设计学院一直以实践型教学为主，我们想让同学们了解到，无论哪种设计，都需要实践先行，而有品质的实践是在理论支撑之下的。未来，我们也希望能培养更多像咽韵这样的学生团队站上国际舞台，通过科技和设计方法为现实问题提出创新方案。”

目前，作为上海交通大学设计学院团队与上海的医院联合孵化的治疗模式创新，咽韵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。

对于作品未来的商业化落地，团队成员朱兆鹏“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，加速科技创新成果落地。”

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编辑：拾

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