最近幾年,新一代生物、信息、制造技術(shù)快速向醫(yī)療器械領(lǐng)域匯聚,推動(dòng)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)往高端化發(fā)展。作為高端醫(yī)療器械的代表,醫(yī)療機(jī)器人正是在這個(gè)背景下受到大量關(guān)注,深受資本市場(chǎng)青睞,未來前景大好。根據(jù)波士頓咨詢的預(yù)計(jì),現(xiàn)在每年醫(yī)療機(jī)器人的營收是40億美元,2020年將達(dá)到114億美元。
醫(yī)療機(jī)器人并不是新話題。當(dāng)人工智能與機(jī)器人結(jié)合,醫(yī)療機(jī)器人借此步入加速道,它可能比最專業(yè)和最勤奮的醫(yī)療工作者擁有更多優(yōu)勢(shì),主要包括速度、準(zhǔn)確性、可重復(fù)性、可靠性和成本效益。
作為醫(yī)療機(jī)器人的重要分支,康復(fù)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣闊,已成功切入醫(yī)療市場(chǎng)。但從技術(shù)上看,康復(fù)機(jī)器人有其發(fā)展壁壘,行業(yè)整體孵化期,但總有些人走在了前面,上海電氣正是這樣的時(shí)代先鋒。
構(gòu)建集團(tuán)未來智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈
2018年6月,上海電氣智能康復(fù)醫(yī)療科技有限公司(簡(jiǎn)稱智能康復(fù))在上海電氣將“中央研究院打造成為科創(chuàng)集團(tuán)”新定位的大背景下成立。作為上海電氣旗下控股子公司,智能康復(fù)不僅僅肩負(fù)著上海電氣集團(tuán)在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域前沿技術(shù)的研究,同時(shí),同時(shí)也肩負(fù)著推進(jìn)科研合作和成果轉(zhuǎn)化,構(gòu)建集團(tuán)未來智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的重任。
智能康復(fù)專注于高端康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域,借助中央研究院長期在自動(dòng)機(jī)械化領(lǐng)域的技術(shù)研究積累與沉淀,通過產(chǎn)學(xué)研合作,與國內(nèi)知名高校、醫(yī)院進(jìn)行合作,提供康復(fù)機(jī)器人以及智慧醫(yī)療解決方案。
智能康復(fù)從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目到成立公司,經(jīng)歷了漫長的技術(shù)向市場(chǎng)轉(zhuǎn)化的蛻變。
早在2013年,上海電氣正式開展康復(fù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作,并把重點(diǎn)定位在肢體康復(fù)機(jī)器人??祻?fù)機(jī)器人是機(jī)械自動(dòng)化在醫(yī)療領(lǐng)域的重要應(yīng)用,并且在未來將會(huì)隨著老齡化的深化,而極具市場(chǎng)潛力。
2013年初,機(jī)器人研究室正式成立,并以移動(dòng)式下肢康復(fù)機(jī)器人為起點(diǎn)展開試水性研究。相較于傳統(tǒng)解決方案中的定點(diǎn)康復(fù),移動(dòng)式下肢康復(fù)機(jī)器人能夠幫助患者在康復(fù)的過程中,幫助時(shí)病人實(shí)現(xiàn)體位的轉(zhuǎn)移,在一定程度上,增加了用戶康復(fù)的靈活度。不過在研究過程中,團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)這樣的產(chǎn)品一旦投入使用,對(duì)于醫(yī)院目前的管理提出了非常大的挑戰(zhàn),比如空間管理等。
上海電氣集團(tuán)對(duì)康復(fù)機(jī)器人新產(chǎn)業(yè)研發(fā)的高度重視。康復(fù)機(jī)器人研發(fā)的目的是結(jié)合醫(yī)學(xué)研究,實(shí)現(xiàn)康復(fù)的智能化。一方面提高康復(fù)治療的安全性,另一方面幫助康復(fù)理療師進(jìn)行患者的康復(fù)訓(xùn)練,減輕治療師的勞動(dòng)強(qiáng)度,解決康復(fù)醫(yī)護(hù)人員和康復(fù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的供給不足。
2015年,研究室正式開始了臺(tái)架式下肢康復(fù)機(jī)器人的研究。傳統(tǒng)臺(tái)架式產(chǎn)品不能為用戶提供大幅度的空間位移體驗(yàn),這在一定程度上限制了用戶的互動(dòng)空間,于是研究室開始了更新一代的研究。
2016年,上下肢康復(fù)機(jī)器人原型機(jī)開發(fā)完畢。經(jīng)過3年的研發(fā),從便攜式到臺(tái)架式,通過對(duì)機(jī)械、控制、傳感等三個(gè)重要系統(tǒng)的技術(shù)試錯(cuò)與研究,終于有了產(chǎn)品雛形。隨后,2017年正式確立了康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品室,產(chǎn)業(yè)也在原型機(jī)的基礎(chǔ)上,性能得到了進(jìn)一步的提升。
2018年智能康復(fù)公司的成立,標(biāo)志著康復(fù)機(jī)器人項(xiàng)目正式開始了由科研成果向市場(chǎng)轉(zhuǎn)化的新篇章。康復(fù)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)在我國屬于新興產(chǎn)業(yè)。在一切時(shí)局未定的情況下,對(duì)于智能康復(fù)團(tuán)隊(duì)來說是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)??祻?fù)器械領(lǐng)域技術(shù)門檻相對(duì)較高,唯有創(chuàng)新方能在這個(gè)市場(chǎng)中立足。創(chuàng)新,是時(shí)代變革的必然要求,也是上海電氣的成立之初的基點(diǎn)。智能康復(fù)在成立之初就深刻意識(shí)到了這一點(diǎn)。
技術(shù)創(chuàng)新幫助人體恢復(fù)機(jī)能
康復(fù)人群往往由于神經(jīng)受損等原因,而發(fā)生肢體運(yùn)動(dòng)障礙,比如腦卒中等。通過康復(fù)訓(xùn)練可以在一定程度上恢復(fù)病人的運(yùn)動(dòng)能力。眾所周知,康復(fù)訓(xùn)練是一個(gè)重復(fù)性高,且過程耗時(shí)長的過程,需要耗費(fèi)康復(fù)師大量的體力。
康復(fù)機(jī)器人貫穿機(jī)器人學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科,其能夠幫助康復(fù)師減輕這一部分重復(fù)性的勞動(dòng)工作。另外,隨著智能技術(shù)的發(fā)展,通過機(jī)器人進(jìn)行的輔助康復(fù)訓(xùn)練,不僅能夠精準(zhǔn)有效的控制康復(fù)過程,同時(shí),也可對(duì)康復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集。
上海電氣在5年的研發(fā)過程中,團(tuán)隊(duì)基于生物力學(xué)的外骨骼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)減重、康復(fù)策略參數(shù)量化與評(píng)估等方面取得了重要研究成果,已申請(qǐng)專利近30項(xiàng),軟件著作權(quán)多項(xiàng)。目前擁有“上肢康復(fù)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)(上肢康復(fù)機(jī)器人)、下肢步態(tài)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)(下肢康復(fù)機(jī)器人)、便攜穿戴式外骨骼上肢康復(fù)機(jī)器人、移動(dòng)式下肢康復(fù)機(jī)器人”等主要產(chǎn)品。
目前公司現(xiàn)有上肢康復(fù)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)(上肢康復(fù)機(jī)器人)、減重步態(tài)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)(下肢康復(fù)機(jī)器人)、移動(dòng)式下肢康復(fù)機(jī)器人等多種產(chǎn)品。其中,上下肢康復(fù)機(jī)器人定位于高端康復(fù)領(lǐng)域產(chǎn)品,兩款產(chǎn)品先后參加了2018第二十二屆中國(上海)國際醫(yī)療器械展覽會(huì),和第12屆國際康復(fù)工程與輔助技術(shù)大會(huì),產(chǎn)品一經(jīng)展出,便吸引了多方專業(yè)醫(yī)療領(lǐng)域的人士的關(guān)注。
下肢康復(fù)機(jī)器人(NaturaGait 1.0)采用臺(tái)架式的機(jī)械結(jié)構(gòu),本著“為患者提供更多自由空間,更人性化的康復(fù)訓(xùn)練”的產(chǎn)品理念,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上均以病患體驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
比如盆骨減重結(jié)構(gòu),使得病患在進(jìn)行下肢康復(fù)訓(xùn)練的同時(shí),上肢免受器械與綁帶束縛,與以往大多進(jìn)口康復(fù)器械通過懸吊式結(jié)構(gòu)進(jìn)行減重的模式相比,給與病患更自由的康復(fù)體驗(yàn)。
如我們前面提到,康復(fù)訓(xùn)練是持續(xù)而反復(fù)的過程,很多病人在枯燥的康復(fù)訓(xùn)練過程中,承受著非常大的心理壓力,那么,如何能夠使得康復(fù)過程更加愉悅呢?經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證,工程團(tuán)隊(duì)為產(chǎn)品加入了虛擬人機(jī)互動(dòng)功能。簡(jiǎn)單有趣的游戲激勵(lì)機(jī)制,減輕了病患的康復(fù)過程中心理壓力。
從安全角度考慮,產(chǎn)品還設(shè)置了防摔倒機(jī)制,給與這些行動(dòng)障礙的病患以全面的保護(hù)。當(dāng)病患有摔倒的傾向時(shí),系統(tǒng)通過自動(dòng)控制體位高度,達(dá)到保護(hù)的作用。另外,根據(jù)不同病患的病情,以及個(gè)人的體征特點(diǎn),如高度與體重,可以在系統(tǒng)中對(duì)進(jìn)行康復(fù)方案的定制化,以滿足不同病患的不同需求。
上肢康復(fù)機(jī)器人(Flexo-Arm1.0)同樣采用了臺(tái)式結(jié)構(gòu),可以根據(jù)不同康復(fù)階段的病患,提供多自由度連續(xù)運(yùn)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練。
另外,上肢康復(fù)機(jī)器人具有主被動(dòng)等多種運(yùn)動(dòng)模式,以滿足不同階段病患的康復(fù)需求。比如處于康復(fù)前期的病患,需要更多被動(dòng)式的訓(xùn)練項(xiàng)目,此時(shí)就可以在系統(tǒng)中選擇被動(dòng)訓(xùn)練;相反,處于康復(fù)后期的病患,由于肢體的康復(fù)情況已經(jīng)非常順利了,此次他更加需要的是主動(dòng)訓(xùn)練模式或者阻力訓(xùn)練模式,以增加訓(xùn)練難度。
為了提升病患在康復(fù)過程中的體驗(yàn),上肢康復(fù)機(jī)器人還采用了“左右手一體式”的設(shè)計(jì),即通過滑動(dòng)的方式,就可以實(shí)現(xiàn)左右手訓(xùn)練的互換,這也在一定程度上,減少了器械的體積,使操作更加靈活。
上下肢康復(fù)機(jī)器人兩款產(chǎn)品,均配備了智能化的康復(fù)系統(tǒng)。病患所有的康復(fù)數(shù)據(jù)均可以實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫?,借助大?shù)據(jù)手段,便于醫(yī)生對(duì)病患長期康復(fù)效果的追蹤與評(píng)估。
成為康復(fù)事業(yè)開拓者
康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品涉及生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、新材料等多方面技術(shù)領(lǐng)域。而且,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷提升以及智能硬件設(shè)備的飛速發(fā)展,康復(fù)機(jī)器人智能化、信息化將是未來康復(fù)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的一個(gè)大發(fā)展方向。不過總體來說,康復(fù)醫(yī)療在我國還處于發(fā)展初期,正在高速爆發(fā)性增長的前夜。例如康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域,市面上還未出現(xiàn)有壟斷市場(chǎng)能力的領(lǐng)頭企業(yè),大家均處于研發(fā)階段。中國康復(fù)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)方興未艾,正處于發(fā)展初期,即將迎來高速增長的黃金時(shí)期。未來,上海電氣將加快從傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型,全力推動(dòng)并促進(jìn)康復(fù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化。
預(yù)計(jì)到2019年底,上下肢康復(fù)機(jī)器人獲得醫(yī)療器械CFDA注冊(cè)后,將正式投入市場(chǎng),為眾多腦卒中等神經(jīng)性損傷患者提供康復(fù)訓(xùn)練,鑒于此,上海電氣集團(tuán)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始積極與多方醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行接觸,深入了解市場(chǎng)需求。
而在國際上,對(duì)康復(fù)機(jī)器人的研究已經(jīng)有長達(dá)50多年的研究了,主要集中在歐美等國家,我國雖然在技術(shù)上發(fā)展起步較晚,但是在市場(chǎng)需求的激增下,未來市場(chǎng)前景將呈現(xiàn)現(xiàn)象級(jí)井噴。同時(shí),我國醫(yī)療政策也正在逐步加強(qiáng)對(duì)康復(fù)產(chǎn)業(yè)的扶持,越來越多的康復(fù)項(xiàng)目被列入到醫(yī)保的范疇,這就意味著康復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終障礙將被攻克。
康復(fù)藍(lán)海,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。在政策、市場(chǎng)的共同推動(dòng)下,未來,智能康復(fù)公司仍將以“專注”、“創(chuàng)新”、“協(xié)作”為價(jià)值觀,專注醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域,通過技術(shù)與市場(chǎng)創(chuàng)新,提供全面智能的醫(yī)療康復(fù)解決方案,搭建醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的多方協(xié)作平臺(tái),為更多病患帶來健康生活,并最終成為國內(nèi)一流的智能康復(fù)事業(yè)的開拓者和領(lǐng)航者。