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)療機器人正是在這個背景下受到大量關(guān)注,深受資本市場青睞,未來前景大好。根據(jù)波士頓咨詢的預(yù)計,現(xiàn)在每年醫(yī)療機器人的營收是40億美元,2020年將達到114億美元。
醫(yī)療機器人并不是新話題。當人工智能與機器人結(jié)合,醫(yī)療機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,主要包括速度、準確性、可重復(fù)性、可靠性和成本效益。
作為醫(yī)療機器人的重要分支,康復(fù)機器人應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣闊,已成功切入醫(yī)療市場。但從技術(shù)上看,康復(fù)機器人有其發(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代先鋒。
構(gòu)建集團未來智慧醫(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”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)不僅僅肩負著上海電氣集團在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域前沿技術(shù)的研究,同時,同時也肩負著推進科研合作和成果轉(zhuǎn)化,構(gòu)建集團未來智慧醫(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機械化領(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)院進行合作,提供康復(fù)機器人以及智慧醫(yī)療解決方案。
智能康復(fù)從實驗項目到成立公司,經(jīng)歷了漫長的技術(shù)向市場轉(zhuǎn)化的蛻變。
早在2013年,上海電氣正式開展康復(fù)機器人的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作,并把重點定位在肢體康復(fù)機器人??祻?fù)機器人是機械自動化在醫(yī)療領(lǐng)域的重要應(yīng)用,并且在未來將會隨著老齡化的深化,而極具市場潛力。
2013年初,機器人研究室正式成立,并以移動式下肢康復(fù)機器人為起點展開試水性研究。相較于傳統(tǒng)解決方案中的定點康復(fù),移動式下肢康復(fù)機器人能夠幫助患者在康復(fù)的過程中,幫助時病人實現(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,團隊也發(fā)現(xiàn)這樣的產(chǎn)品一旦投入使用,對于醫(yī)院目前的管理提出了非常大的挑戰(zhàn),比如空間管理等。
上海電氣集團對康復(fù)機器人新產(chǎn)業(yè)研發(fā)的高度重視。康復(fù)機器人研發(fā)的目的是結(jié)合醫(yī)學(xué)研究,實現(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)理療師進行患者的康復(fù)訓(xùn)練,減輕治療師的勞動強度,解決康復(fù)醫(yī)護人員和康復(fù)醫(yī)療機構(gòu)的供給不足。
2015年,研究室正式開始了臺架式下肢康復(fù)機器人的研究。傳統(tǒng)臺架式產(chǎn)品不能為用戶提供大幅度的空間位移體驗,這在一定程度上限制了用戶的互動空間,于是研究室開始了更新一代的研究。
2016年,上下肢康復(fù)機器人原型機開發(fā)完畢。經(jīng)過3年的研發(fā),從便攜式到臺架式,通過對機械、控制、傳感等三個重要系統(tǒng)的技術(shù)試錯與研究,終于有了產(chǎn)品雛形。隨后,2017年正式確立了康復(fù)機器人產(chǎn)品室,產(chǎn)業(yè)也在原型機的基礎(chǔ)上,性能得到了進一步的提升。
2018年智能康復(fù)公司的成立,標志著康復(fù)機器人項目正式開始了由科研成果向市場轉(zhuǎn)化的新篇章??祻?fù)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)在我國屬于新興產(chǎn)業(yè)。在一切時局未定的情況下,對于智能康復(fù)團隊來說是機遇也是挑戰(zhàn)??祻?fù)器械領(lǐng)域技術(shù)門檻相對較高,唯有創(chuàng)新方能在這個市場中立足。創(chuàng)新,是時代變革的必然要求,也是上海電氣的成立之初的基點。智能康復(fù)在成立之初就深刻意識到了這一點。
技術(shù)創(chuàng)新幫助人體恢復(fù)機能
康復(fù)人群往往由于神經(jīng)受損等原因,而發(fā)生肢體運動障礙,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)病人的運動能力。眾所周知,康復(fù)訓(xùn)練是一個重復(fù)性高,且過程耗時長的過程,需要耗費康復(fù)師大量的體力。
康復(fù)機器人貫穿機器人學(xué)、運動生物力學(xué)、人機工程學(xué)、機械等多個學(xué)科,其能夠幫助康復(fù)師減輕這一部分重復(fù)性的勞動工作。另外,隨著智能技術(shù)的發(fā)展,通過機器人進行的輔助康復(fù)訓(xùn)練,不僅能夠精準有效的控制康復(fù)過程,同時,也可對康復(fù)數(shù)據(jù)進行搜集。
上海電氣在5年的研發(fā)過程中,團隊基于生物力學(xué)的外骨骼機構(gòu)設(shè)計、動態(tài)結(jié)構(gòu)減重、康復(fù)策略參數(shù)量化與評估等方面取得了重要研究成果,已申請專利近30項,軟件著作權(quán)多項。目前擁有“上肢康復(fù)訓(xùn)練與評估系統(tǒng)(上肢康復(fù)機器人)、下肢步態(tài)訓(xùn)練與評估系統(tǒng)(下肢康復(fù)機器人)、便攜穿戴式外骨骼上肢康復(fù)機器人、移動式下肢康復(fù)機器人”等主要產(chǎn)品。
目前公司現(xiàn)有上肢康復(fù)訓(xùn)練與評估系統(tǒng)(上肢康復(fù)機器人)、減重步態(tài)訓(xùn)練與評估系統(tǒng)(下肢康復(fù)機器人)、移動式下肢康復(fù)機器人等多種產(chǎn)品。其中,上下肢康復(fù)機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,和第12屆國際康復(fù)工程與輔助技術(shù)大會,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)機器人(NaturaGait 1.0)采用臺架式的機械結(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)計上均以病患體驗為出發(fā)點進行了設(shè)計。
比如盆骨減重結(jié)構(gòu),使得病患在進行下肢康復(fù)訓(xùn)練的同時,上肢免受器械與綁帶束縛,與以往大多進口康復(fù)器械通過懸吊式結(jié)構(gòu)進行減重的模式相比,給與病患更自由的康復(fù)體驗。
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)驗證,工程團隊為產(chǎn)品加入了虛擬人機互動功能。簡單有趣的游戲激勵機制,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)置了防摔倒機制,給與這些行動障礙的病患以全面的保護。當病患有摔倒的傾向時,系統(tǒng)通過自動控制體位高度,達到保護的作用。另外,根據(jù)不同病患的病情,以及個人的體征特點,如高度與體重,可以在系統(tǒng)中對進行康復(fù)方案的定制化,以滿足不同病患的不同需求。
上肢康復(fù)機器人(Flexo-Arm1.0)同樣采用了臺式結(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)運動的康復(fù)訓(xùn)練。
另外,上肢康復(fù)機器人具有主被動等多種運動模式,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,需要更多被動式的訓(xùn)練項目,此時就可以在系統(tǒng)中選擇被動訓(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,上肢康復(fù)機器人還采用了“左右手一體式”的設(shè)計,即通過滑動的方式,就可以實現(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)均可以實時傳輸?shù)皆贫耍柚髷?shù)據(jù)手段,便于醫(yī)生對病患長期康復(fù)效果的追蹤與評估。
成為康復(fù)事業(yè)開拓者
康復(fù)機器人產(chǎn)品涉及生物醫(yī)學(xué)、機械工程學(xué)、電子、計算機、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)機器人領(lǐng)域,市面上還未出現(xiàn)有壟斷市場能力的領(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,全力推動并促進康復(fù)機器人的產(chǎn)業(yè)化。
預(yù)計到2019年底,上下肢康復(fù)機器人獲得醫(yī)療器械CFDA注冊后,將正式投入市場,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,上海電氣集團團隊已經(jīng)開始積極與多方醫(yī)療機構(gòu)進行接觸,深入了解市場需求。
而在國際上,對康復(fù)機器人的研究已經(jīng)有長達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,但是在市場需求的激增下,未來市場前景將呈現(xiàn)現(xiàn)象級井噴。同時,我國醫(yī)療政策也正在逐步加強對康復(fù)產(chǎn)業(yè)的扶持,越來越多的康復(fù)項目被列入到醫(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)藍海,機遇與挑戰(zhàn)并存。在政策、市場的共同推動下,未來,智能康復(fù)公司仍將以“專注”、“創(chuàng)新”、“協(xié)作”為價值觀,專注醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域,通過技術(shù)與市場創(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,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。