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康复医疗工程科研团队
一、团队简介

康复医疗工程科研团队组建于2013年,现有骨干成员8人,全拥有博士学位;其中,教授1人,副教授3人。有博士后、博/硕士研究生近30名。本团队依托康复医疗工程研究所、骨科人工智能实验室、河南优德医疗器械股份有限公司、河南理工大学第一附属医院等平台,主要致力于医疗康复器械、机器人和智能穿戴设备设计、制造与先进成形理论、方法与技术、人体关节和植入物生物力学、医学快速成型(3D打印)与逆向工程技术等跨学科交叉领域的研究。本团队已主持承担国家自然科学基金4项、省部级重大项目2项、大型企业委托项目4项;发表学术论文130余篇,被SCI/EI收录70余篇;授权发明专利48项,国际发明专利1项,获省部级奖励4项。研究成果主要应用医疗、康养、生物医学工程和智能装备等工程和技术领域。

团队负责人:王建平,博士,教授,博士生导师。河南理工大学机械与动力工程学院康复医疗工程研究所所长,焦作市第二人民医院骨科人工智能实验室副主任。2010年获得上海交通大学博士学位,导师王成焘教授。2014年博士后出站于上海交通大学。2016至2017年美国哈佛大学医学院访问学者。

联系方式:13603446313

电子邮箱:wjp@hpu.edu.cn

二、主要研究方向

█ 医疗与康复器械

█ 机器人和智能穿戴设备设计、制造与先进成形理论、方法与技术

█ 人体关节和内移植入物生物力学

█ 医学快速成型(3D打印)与逆向工程技术

三、代表性科研项目

█ 国家自然科学基金项目:高屈曲人工膝关节的高屈曲稳定性机制研究

█ 国家自然科学基金重大国际合作项目:亚洲人种髋、膝关节特性研究与人工髋、膝关节基本设计子项目

█ 中国残疾人联合会项目:中国残联残疾人辅助器具专项-智能辅助康复手杖设计与制作

█ 国家自然科学基金项目:基于国人解剖特征的TKA术中胫骨假体的旋转安放及相关生物力学研究

█ 国家自然科学基金重点项目:中国力学虚拟人

█ 国家自然科学基金重点项目:植入假体的摩擦学关键基础问题研究

█ 大型企业项目:康复外骨骼机器人总体设计及其机构的仿真与研发

四、代表性成果

科技奖励

█ 河南省科技进步一等奖,泥浆泵工程陶瓷缸套中试与产业化,2005年

█ 河南省医学科技二等奖,植入物连接体及其生物力学仿真测试系统研制,2022年

论文论著

█ A data process of human knee joint kinematics obtained by motion-capture measurement[J]. BMC Med Inform Decis Mak, 2021, 21(1): 121.

█ Spatial Straight-Line Drawing Algorithm Based on Method of Discriminate Regions—A Control Algorithm of Motors[J]. Energies, 2020: 13(19): 5002.

█ Structural stability of a polyetheretherketone femoral component—A 3D finite element simulation[J]. Clinical Biomechanics, 2019: 70: 153–157.

█ The Effect of Patellar Tendon Release on the Characteristics of Patellofemoral Joint Squat Movement: A Simulation Analysis[J]. Applied Sciences, 2019, 9(20): 4301.

█ 人体骨肌系统生物力学[M]. 北京:科学出版社, 2015.

五、社会服务与成果应用

█ 研制出人体仿生测试系统(图1),应用于人体及植入物生物力学特性的测试,为植入物的设计和性能测试、人体的康复以及手术治疗提供生物力学技术及硬件支撑。

█ 研制出人体植入物结构性能测试系统(图2),应用于植入物结构的力学性能参数测试,实现常规和个性化假体的一体化临床应用。

图1 人体仿生测试系统

图2 人体植入物结构性能测试系统

█ 研发了多种类型的骨科植入物(图3),所开发的植入物兼具定制个性化和产品的系列化,满足了手术的快速和植入物的个性化二重性要求。

图3 人体骨科个性化植入物及其临床应用

█ 开发了基于智能化、集成化自动控制技术的智能康复医疗装备及运动测量系统(图4),借助于可穿戴设备技术,结合自检测及自诊断控制技术,解决了人机位置精准补偿和自适应技术。

图4 外骨骼康复机器人以及运动康复测试系统