从临床经验到智能机器人:何君教授的中医外治技术转化之路

作者:2026/08/01 04:53

在重庆中医药学院方剂学教研室,何君教授正在和学生研讨艾灸与人工智能结合的创新模式。作为一名长期致力于中医外治领域的学者,他对艾灸疗法有着丰富的临床经验和独到的个人见解,尤其在慢性虚损性疾病、寒湿痹阻型关节炎以及虚寒性消化系统疾病的艾灸治疗方面,积累了数千例成功案例。

何君教授表示:“艾灸是最能体现中医‘简、便、效、廉’特色的技术之一,但它也有一个致命的短板——太依赖人了。”在长期的临床实践中,他深刻体会到艾灸疗法在实际操作面临四个问题:第一,施灸者对疾病敏感穴位的把握、施灸范围与时间控制、温度的控制及施灸手法的熟练应用等均直接影响疗效,而这种经验往往需要数年甚至十余年的细心体悟,才能逐渐形成;第二,艾灸操作极其耗费体力,即便熟练的艾灸操作者,一天最多有效服务6位患者,效率较低且容易因操作的疲劳导致治疗质量波动;第三,患者接受艾灸时的感受基本依赖自身体会,缺乏客观的反馈机制,治疗过程的科学性和可重复性难以保证。第四,现在的辅助艾灸机器,基本无法复刻艾灸手法,只能提供热效应,且应用部位受限,灵活性极差。

这些制约艾灸应用的不利因素,让何君教授产生了一个大胆的想法:能不能成熟的艾灸临床经验标准化、流程化,然后通过机器人来实现?他希望能够将自己对特定疾病的辨证施灸思路、穴位选择规律、施灸手法的强度与节奏、温度控制的经验阈值,都转化为一套可复制、可执行的算法指令,让机器人能够“学会”他的手法,甚至在某些方面超越人工操作。

带着这个想法,何君教授开始了探索。他深知,仅凭自己在中医学领域的积累是无法完成这个跨学科任务的。2019年初,他通过学校的科研处联系上了重庆大学机械与运载工程学院。经过多次交流,他发现该学院的机器人研究团队在精密运动控制、力反馈技术和智能感知系统方面有着深厚积累,特别是该团队在医疗康复机器人领域的多项技术成果已经进入样机阶段。双方一拍即合,迅速组建了中医外治智能化联合实验室。

恰逢此时,重庆市科技局发布了关于人工智能赋能传统产业的重点研发计划项目申报通知。何君教授团队以基于名老中医经验复刻的智能艾灸机器人关键技术研究与应用为题进行了申报,成功获得了重庆市科技局300万元的专项资金支持,项目编号为CSTB2023TIAB-KPX0057。这笔经费为后续的研发工作提供了关键保障。

项目启动后,团队面临的首要任务是专利布局。何君教授深知,中医药智能化领域近年来专利申请量激增,如果盲目研发,极有可能落入他人的专利保护范围。于是,团队委托专业的专利代理机构进行了系统的专利导航分析。分析结果显示,国内在该领域的主要竞争对手是深圳某科技公司和上海一家医疗器械研究院,这两家机构已经在艾灸机器人的机械臂结构、温度传感器布局、穴位定位系统等方面布局了数十件核心专利,形成了较强的专利壁垒。

面对这一局面,何君教授团队采用了差异化布局策略。他们没有在机械臂本体上与对手硬碰硬,而是选择在施灸手法的精细化复刻和个体化治疗参数的动态调整两个方向上寻求突破。经过近两年的攻关,团队成功设计出第一代智能艾灸机器人样机。该样机在机械臂末端集成了六维力传感器,能够实时感知施灸力度,并配合自主研发的仿生施灸轨迹控制算法,实现了对回旋灸、雀啄灸、温和灸等多种经典手法的精准复刻。

接下来,何君教授将目光聚焦到具体疾病的临床应用上。他选择了自己最为擅长的寒湿痹阻型膝骨关节炎作为突破口。这类患者的特点是膝关节局部怕冷、遇寒加重、活动受限。何君教授将自己对该病证的艾灸治疗方案——包括穴位选择(犊鼻、内膝眼、血海、足三里)、施灸顺序(先局部后远端)、施灸手法(重点穴位用回旋灸、辅助穴位用温和灸)、施灸时长(每穴40-65分钟)、温度控制(皮肤表面极短暂温度控制在42-45℃之间)——全部转化为控制程序。

经专业的专利检索机构进行新颖性查新后确认,这套融合了特定疾病辨证论治逻辑的控制程序,在国内相关专利中尚无完全相同的技术方案,其创新点在于将中医辨证体系中的“证候分型与机器人控制参数进行了系统化映射,形成了证----温五维控制模型,较好地解决了传统艾灸机器人“只仿形不仿神”的痛点。

然而,样机在临床测试中又暴露出了新问题:机器人严格按照预设轨迹执行,但患者个体之间存在显著差异——有的人皮肤敏感度低,需要更高温度才能达到“得气”效果;有的人关节肿胀程度不同,穴位的实际位置需要微调;有的患者在治疗过程中皮肤温度变化曲线与标准模型存在偏差。这些差异如果处理不当,轻则影响疗效,重则可能导致烫伤。

为了解决这一问题,团队引入了远红外热成像分析系统。他们在机器臂末端集成了微型红外热成像仪,在施灸过程中实时监测患者施灸区域的皮肤温度分布和变化趋势,并将这些数据实时反馈给控制系统。当系统检测到局部皮肤温度过高或温度分布不均匀时,会自动调整机械臂的姿态、施灸距离和移动速度,确保每个患者的治疗都在安全且有效的温度区间内进行。更重要的是,这套系统还能通过热成像图像直观地向患者展示施灸区域的红外成像变化,让传统中医中“得气”“温通”等主观感受变得可视化、可量化。患者看着屏幕上温度场的动态变化,真切地感受到“原来艾灸真的让我的局部血液循环改善了”,治疗的信任度和依从性明显提升。

随着技术方案的逐步完善,何君教授开始思考商业模式的问题。他意识到,艾灸机器人的价值绝不仅仅是“替代人工”这么简单。他与团队初步探索了四种应用场景:

第一,作为效率倍增器,机器人可以部分替代艾灸治疗的体力劳动。一位艾灸治疗师原本一天只能服务6位患者,现在可以同时操作2-3台机器人,将精力集中在辨证论治和个性化方案制定上,工作效率提升2-3倍。

第二,作为经验传承器,机器人可以帮助那些缺乏临床经验的年轻艾灸治疗师快速上手。何君教授说:“成熟手法需要数年才能练出来,但一个刚毕业的学生通过操作机器人,可以在一个月内复刻出80%的疗效。”这对于缓解基层医疗机构中医适宜技术人才短缺问题具有重要价值。

第三,作为教学实训器,机器人本身就是一种创新的教学工具。何君教授已经在重庆中医药学院的《针灸推拿学》课程中引入了这台机器人进行教学演示。“能教会机器人的,更能教会学生,”他说,“因为编程的过程本身就是把隐性知识显性化的过程,学生们看着机器人的操作轨迹,反而能更直观地理解手法的精妙之处。”

第四,作为价值载体,机器人的服务时长和配套耗材(如艾柱、灸材)都通过机器人作为载体创造价值。何君教授算了一笔账:一台智能艾灸机器人按照每天工作8小时、每小时的耗材成本约30元计算,仅耗材一项年产值就接近9万元,再叠加服务收费,单台设备的年产值可达20万元以上。“这不是简单的买设备,而是搭建了一个持续创造价值的平台,他说,“未来,我们还可以通过云平台积累不同病种的施灸数据,不断优化算法模型,让机器人在使用中越变越‘聪明’。”

目前,何君教授团队已经围绕智能艾灸机器人形成了包含24件发明专利、3件实用新型专利的高价值专利组合,其中已有5件发明专利获得授权。项目成果也获得了重庆市科技局和重庆市知识产权局的高度认可,被列为重庆市中医药智能化重点示范项目。更重要的是,这一案例生动地诠释了重庆中医药学院“中医中药并重、教研医产相融”的办学理念,为中医药传统技术的现代化转型探索出了一条可复制、可推广的路径。

一审一校:卢佳毅

二审二校:何君

三审三校:姚玲



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