西安交通大学研究生课程“康复工程导论”教学大纲一、课程基本信息康复工程导论课程名称Introduction to rehabilitation EngineeringBIME610313课程编号322总学时课程学分理论：32学时分配口公共学位课团专业学位课口学科选修课口其他选修课课程类型口大面积基础课程口专业核心课程口新形态课程口学科交叉课程口校企协同课程全英文课程开课学期秋季学期面向专业生物医学工程，电子信息，康复医学与理疗学先修课程电路，模拟电子技术基础，数字电子技术，信号与系统Ⅲ，医学基础，生物医学传感与仪器，医学信号处理等教材、参使用教材：考书及其1.王珏主编.康复工程导论.电子工业出版社他资料参考教材：1.王珏主编.康复工程基础—辅助技术，陕西西安:西安交通大学出版社,20082.金德闻，张济川等著.康复工程与生物机械学.北京：清华大学出版社，2011
西安交通大学研究生课程 “康复工程导论”教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 康复工程导论 Introduction to rehabilitation Engineering 课程编号 BIME610313 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 课程类型 公共学位课 专业学位课 学科选修课 其他选修课 大面积基础课程 专业核心课程 新形态课程 学科交叉课程 校企协同课程 全英文课程 开课学期 秋季学期 面向专业 生物医学工程，电子信息，康复医学与理疗学 先修课程 电路，模拟电子技术基础，数字电子技术，信号与系 统Ⅲ，医学基础，生物医学传感与仪器，医学信号处 理等 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： 1．王珏主编.康复工程导论.电子工业出版社. 参考教材： 1.王珏主编.康复工程基础——辅助技术. 陕西西安:西安交通大 学出版社,2008. 2.金德闻,张济川等著.康复工程与生物机械学.北京：清华大学出 版社，2011
3. Albert M Cook, Susan M. Hussey. Assistive TechnologiesPrinciples and Practice. Mosby, 20024.Rory A Cooper. Instruction to Rehabilitation Engineering.Taylonand Francis Group, LLC,20065.国际功能、残疾和健康分类.WHO,20016.世界残疾报告WHO和世界银行联合撰写共同发布，20117. Rehabilitation Engineering : applied to Mobility andManipulation.Institute of Physics Publishing,19958.各种康复治疗设备、辅助技术产品资料，健康与康复科学研究所图书资料室（创新港泓生楼（18#）1楼）：9.各种辅助技术产品标准，健康与康复科学研究所图书资料室（创新港泓生楼（18#）1楼），二、课程目标及学生应达到的能力1·通过各种教学环节和手段，促进学生系统掌握康复工程领域中辅助技术装置设计的基础知识，掌握神经系统从感受器、知觉，处理、运动控制、最终到效应器的功能信息传导与处理的相关知识，建立人类活动辅助技术的新设计理念。2.学会运用辅助技术系统用户的信息处理模型、人体运动生物力学和软组织生物力学的相关知识，对功能障碍者进行个体性功能分析评价。3：依据康复多学科交叉的特点，科学设计教学内容，在神经科学、功能障碍评估、生理、心理等相关知识模块之间搭建桥梁，帮助学生疏通瓶颈；掌握辅助技术装置设计与适配的方法，从而能运用多学科知识，解决康复医学工程各领域的各种工程设计问题；注
3. Albert M Cook, Susan M. Hussey. Assistive Technologies: Principles and Practice. Mosby, 2002. 4. Rory A Cooper. Instruction to Rehabilitation Engineering. Taylor and Francis Group, LLC, 2006. 5.国际功能、残疾和健康分类.WHO ,2001. 6.世界残疾报告. WHO 和世界银行联合撰写\共同发布,2011. 7. Rehabilitation Engineering：applied to Mobility and Manipulation. Institute of Physics Publishing, 1995. 8.各种康复治疗设备、辅助技术产品资料，健康与康复科学研究 所图书资料室（创新港泓生楼（18#）1 楼）. 9.各种辅助技术产品标准，健康与康复科学研究所图书资料室 （创新港泓生楼（18#）1 楼）. 二、课程目标及学生应达到的能力 1．通过各种教学环节和手段，促进学生系统掌握康复工程领域 中辅助技术装置设计的基础知识，掌握神经系统从感受器、知觉、 处理、运动控制、最终到效应器的功能信息传导与处理的相关知 识，建立人类活动辅助技术的新设计理念。 2．学会运用辅助技术系统用户的信息处理模型、人体运动生物 力学和软组织生物力学的相关知识，对功能障碍者进行个体性功能 分析评价。 3．依据康复多学科交叉的特点，科学设计教学内容，在神经科 学、功能障碍评估、生理、心理等相关知识模块之间搭建桥梁，帮 助学生疏通瓶颈；掌握辅助技术装置设计与适配的方法，从而能运 用多学科知识，解决康复医学工程各领域的各种工程设计问题；注
重引导学生围绕临床康复需求开展工程设计，培养工科学生与临床康复医生拥有共同兴奋点，提高他们的学习积极性和创新意识；反复强调国际康复领域“以功能障碍者为中心”的核心理念，并贯彻到康复工程设计的各个环节中去。4.研究方法及程序适当，足以解答研究问题。取样适当，资料有足够的丰富度，能够采用适当的分析方法处理与分析，并有详细严谨的逻辑推理过程。对选题有充分的理解，论证层次均衡而系统，科研报告所涉及的引信言、文献、方法、结论齐备，且彼此关联整合。5.引入互动机制：课堂中引入教师-学生互动机制，启发、引领学生积极思考，鼓励学生大胆思维，积极参与课堂讨论，培养和训练学生科研思维能力；训练快速搜索信息能力：在课外作业中注意训练、培养学生快速搜索、寻找到自己所关注专题的关键信息的能力；训练归纳总结能力：针对搜索的信息，培养学生归纳、总结、发现该领域科研前沿，以及尚未解决的科学问题和关键技术的能力；训练动手能力：针对我出的临床康复中尚未解决的关键科学问题和关键技术问题，培养学生运用已学到的多学科交的知识进行临床研究方法设计或工程技术设计，提出具有创新性思维的解决方案的能力。6.布置开放型大作业，培养学生在范茫信息海中快速找到所需相关信息的能力，训练他们归纳/总结文献要点进行综述的能力，引导他们综合运用所学到的知识去完整解决临床康复中的实际问题
重引导学生围绕临床康复需求开展工程设计，培养工科学生与临床 康复医生拥有共同兴奋点，提高他们的学习积极性和创新意识；反 复强调国际康复领域“以功能障碍者为中心”的核心理念，并贯彻 到康复工程设计的各个环节中去。 4．研究方法及程序适当，足以解答研究问题。取样适当，资料 有足够的丰富度，能够采用适当的分析方法处理与分析，并有详细 严谨的逻辑推理过程。对选题有充分的理解，论证层次均衡而系 统，科研报告所涉及的引言、文献、方法、结论齐备，且彼此关联 整合。 5．引入互动机制：课堂中引入教师-学生互动机制，启发、引 领学生积极思考，鼓励学生大胆思维，积极参与课堂讨论，培养和 训练学生科研思维能力；训练快速搜索信息能力：在课外作业中， 注意训练、培养学生快速搜索、寻找到自己所关注专题的关键信息 的能力；训练归纳总结能力：针对搜索的信息，培养学生归纳、总 结、发现该领域科研前沿，以及尚未解决的科学问题和关键技术的 能力；训练动手能力：针对找出的临床康复中尚未解决的关键科学 问题和关键技术问题，培养学生运用已学到的多学科交叉的知识， 进行临床研究方法设计或工程技术设计，提出具有创新性思维的解 决方案的能力。 6．布置开放型大作业，培养学生在茫茫信息海中快速找到所需 相关信息的能力，训练他们归纳/总结文献要点进行综述的能力，引 导他们综合运用所学到的知识去完整解决临床康复中的实际问题
了解目前国家康复医疗装备的重大需求，为形成自主知识产权的康复医疗装备产业发展贡献力量并拥有社会责任感7具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。在课程中，寻找时事与专业知识的交叉点，自然引出并加以引申。例如，听到霍金去世的消息后，与学生分享霍金的故事，共同探讨其伟大之处，感受大师的人格魅力，帮助学生理解“成功”的要素与定义。同时分析霍金所患疾病的特点以及他在这种情况下如何与外界互动和交流，探讨能够运用哪些所学知识设计解决患者的实际需求，激发学生的科研思维。8.具备团队协作的能力，履行角色的相关任务，可以按时完成工作不需要提醒，适量地倾听团队成员的叙述并准确表达自己对于问题的理解。9.能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流
了解目前国家康复医疗装备的重大需求，为形成自主知识产权的康 复医疗装备产业发展贡献力量并拥有社会责任感。 7．具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理 解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。在课程中，寻找时事与 专业知识的交叉点，自然引出并加以引申。例如，听到霍金去世的 消息后，与学生分享霍金的故事，共同探讨其伟大之处，感受大师 的人格魅力，帮助学生理解“成功”的要素与定义。同时分析霍金 所患疾病的特点以及他在这种情况下如何与外界互动和交流，探讨 能够运用哪些所学知识设计解决患者的实际需求，激发学生的科研 思维。 8．具备团队协作的能力，履行角色的相关任务，可以按时完成 工作不需要提醒，适量地倾听团队成员的叙述并准确表达自己对于 问题的理解。 9．能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和 交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指 令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交 流
三、教学内容简介章节顺序知识点章节名称参考学时1绪论2康复工程与辅助技术定义及基本概念；残疾的基本概念、分类及流行4率；国际功能、残疾和健康分类（ICF）；公共政策、法规和社会文化对康复工程发展的影响；辅助技术产业基本形态及其特征；人类活动的辅助技术模型；辅助技术服务模式及其评价标准。22人体功能的辅助技术系统用户的信神经基础息处理模型；与辅助技术应用有关的中枢神经系统及神经传导通路。与辅助技术应用有关的感受器功能、知觉功能、认知功能及发育
三、教学内容简介 章节顺序 章节名称 知识点 参考学时 1 绪论 康复工程与辅助技术定 义及基本概念；残疾的 基本概念、分类及流行 率；国际功能、残疾和 健康分类（ICF）；公 共政策、法规和社会文 化对康复工程发展的影 响；辅助技术产业基本 形态及其特征；人类活 动的辅助技术模型；辅 助技术服务模式及其评 价标准。 2 2 人体功能的 神经基础 辅助技术系统用户的信 息处理模型；与辅助技 术应用有关的中枢神经 系统及神经传导通路。 与辅助技术应用有关的 感受器功能、知觉功 能、认知功能及发育、 2
社会心理功能、运动控制、效应器功能。32人体运动生人体运动的力学基础；物力学基础骨生物力学；骨骼肌生物力学；关节生物力学；上肢生物力学；下肢生物力学；人体站立和行走功能分析；人体坐姿时软组约织生物力学分析。42功能障碍信脑电信号采集与定征技息的定征与术；肌电信号采集与定调控技术征技术；经颅直流电刺激原理与应用；经颅磁刺激原理与应用；神经功能性电刺激原理与应用。52虚拟现实技虚拟现实的基本概念；术增强现实的的基本概念。脑电生物信息反馈治疗技术、注意力障碍
社会心理功能、运动控 制、效应器功能。 3 人体运动生 物力学基础 人体运动的力学基础； 骨生物力学；骨骼肌生 物力学；关节生物力 学；上肢生物力学；下 肢生物力学；人体站立 和行走功能分析；人体 坐姿时软组织生物力学 分析。 2 4 功能障碍信 息的定征与 调控技术 脑电信号采集与定征技 术；肌电信号采集与定 征技术；经颅直流电刺 激原理与应用；经颅磁 刺激原理与应用；神经 功能性电刺激原理与应 用。 2 5 虚拟现实技 术 虚拟现实的基本概念； 增强现实的的基本概 念。脑电生物信息反馈 治疗技术、注意力障碍 2
伴多动症儿童的康复训练。62有限元建模反求工程；数字化三维与分析重建技术；有限元建模与分析；模型评估。723D打印技3D打印的定义与基本术概念；3D打印材料；3D打印机的工作原理及逆向工程测量技术；3D打印的6种工艺方法；FDM打印机及MicrosScribe-3DX三维数字化仪的使用方法介绍；3D打印模型展示与三维数字化仪的操作流程；生物3D打印及其发展前景。82远程康复与远程康复的基本概念；个性化网络计算机网络及移动互联化设计网；微机电系统；图像处理与机器视觉；云服务与深度学习；导航定
伴多动症儿童的康复训 练。 6 有限元建模 与分析 反求工程；数字化三维 重建技术；有限元建模 与分析；模型评估。 2 7 3D 打印技 术 3D 打印的定义与基本 概念；3D 打印材料； 3D 打印机的工作原理 及逆向工程测量技术； 3D 打印的 6 种工艺方 法；FDM 打印机及 MicrosScribe-3DX 三 维数字化仪的使用方法 介绍；3D 打印模型展 示与三维数字化仪的操 作流程；生物 3D 打印 及其发展前景。 2 8 远程康复与 个性化网络 化设计 远程康复的基本概念； 计算机网络及移动互联 网；微机电系统；图像 处理与机器视觉；云服 务与深度学习；导航定 2
位与自动驾驶；远程康复服务与远程康复系统设计；康复云及大数据管理系统设计；康复机器人中软件系统设计；“互联网+”给辅助技术产业带来的变革。92人-机界面影响辅助器具和计算机技术使用的功能障碍；辅助技术的人－机界面要素；控制界面特性及增强控制界面的辅助技术；脑机接口与神经接口；计算机输入/输出适配原理与技术；Internet无障碍通路的设计；辅助操作的基本概念；电子机械操作辅助器；环境控制单元。智能家居设计原理与技术
位与自动驾驶；远程康 复服务与远程康复系统 设计；康复云及大数据 管理系统设计；康复机 器人中软件系统设计； “互联网+”给辅助技 术产业带来的变革。 9 人－机界面 技术 影响辅助器具和计算机 使用的功能障碍；辅助 技术的人－机界面要 素；控制界面特性及增 强控制界面的辅助技 术；脑机接口与神经接 口；计算机输入/输出 适配原理与技术； Internet 无障碍通路的 设计；辅助操作的基本 概念；电子机械操作辅 助器；环境控制单元。 智能家居设计原理与技 术。 2
10康复机器人2康复辅助机器人；移动辅助机器人；护理机器人；手功能康复训练机器人；上肢康复训练机器人；下肢康复训练机康器人；认知功能训练机器人；应用举例：手功能康复训练机器人工作原理与结构设计；力传感器、角度传感器、电机等器件的工作原理及选择依据；气动肌肉设计。112坐姿椅及防压疮的基本概念、分类压疮座具系及诱发因素；坐具与坐统设计原理姿定位系统；坐姿与坐具系统的功能；姿势控制和畸形矫正坐具系统；防压疮坐具系统设计原理；个体性防压疮垫子的设计与制作；座具系统适配与评价技
10 康复机器人 康复辅助机器人；移动 辅助机器人；护理机器 人；手功能康复训练机 器人；上肢康复训练机 器人；下肢康复训练机 器人；认知功能训练机 器人；应用举例：手功 能康复训练机器人工作 原理与结构设计；力传 感器、角度传感器、电 机等器件的工作原理及 选择依据；气动肌肉设 计。 2 11 坐姿椅及防 压疮座具系 统设计原理 压疮的基本概念、分类 及诱发因素；坐具与坐 姿定位系统；坐姿与坐 具系统的功能；姿势控 制和畸形矫正坐具系 统；防压疮坐具系统设 计原理；个体性防压疮 垫子的设计与制作；座 具系统适配与评价技 2
术；智能防压疮座具系统的设计；舒适型坐具的原理与技术；办公用舒适性坐具系统。12 2轮椅技术典型轮椅结构与功能；轮椅设计原则与要点，包括轮椅结构设计，轮椅驱动系统与控制系统；人机界面和电池；轮椅技术发展与应用，包括手动自行式轮椅、电动轮椅、站立式轮椅、运动轮椅、智能轮椅。轮椅技术发展趋势。132矫形器设计矫形器的基本概念；脊原理与方法柱矫形器设计原理与方法；下肢矫形器；足踝矫形器；矫形鞋/鞋垫设计原理与方法；多功里与方能智能矫形鞋垫
术；智能防压疮座具系 统的设计；舒适型坐具 的原理与技术；办公用 舒适性坐具系统。 12 轮椅技术 典型轮椅结构与功能； 轮椅设计原则与要点， 包括轮椅结构设计，轮 椅驱动系统与控制系 统；人机界面和电池； 轮椅技术发展与应用， 包括手动自行式轮椅、 电动轮椅、站立式轮 椅、运动轮椅、智能轮 椅。轮椅技术发展趋 势。 2 13 矫形器设计 原理与方法 矫形器的基本概念；脊 柱矫形器设计原理与方 法；下肢矫形器；足踝 矫形器；矫形鞋/鞋垫 设计原理与方法；多功 能智能矫形鞋垫 2