最近几年,新一代生物、信息、制造技术快速向医疗器械领域汇聚,推动医疗器械产业往高端化发展。作为高端医疗器械的代表,医疗机器人正是在这个背景下受到大量关注,深受资本市场青睐,未来前景大好。根据波士顿咨询的预计,现在每年医疗机器人的营收是40亿美元,2020年将达到114亿美元。
医疗机器人并不是新话题。当人工智能与机器人结合,医疗机器人借此步入加速道,它可能比最专业和最勤奋的医疗工作者拥有更多优势,主要包括速度、准确性、可重复性、可靠性和成本效益。
作为医疗机器人的重要分支,康复机器人应用领域也日益广阔,已成功切入医疗市场。但从技术上看,康复机器人有其发展壁垒,行业整体孵化期,但总有些人走在了前面,上海电气正是这样的时代先锋。
构建集团未来智慧医疗产业生态圈
2018年6月,上海电气智能康复医疗科技有限公司(简称智能康复)在上海电气将“中央研究院打造成为科创集团”新定位的大背景下成立。作为上海电气旗下控股子公司,智能康复不仅仅肩负着上海电气集团在康复医疗领域前沿技术的研究,同时,同时也肩负着推进科研合作和成果转化,构建集团未来智慧医疗产业生态圈的重任。
智能康复专注于高端康复医疗领域,借助中央研究院长期在自动机械化领域的技术研究积累与沉淀,通过产学研合作,与国内知名高校、医院进行合作,提供康复机器人以及智慧医疗解决方案。
智能康复从实验项目到成立公司,经历了漫长的技术向市场转化的蜕变。
早在2013年,上海电气正式开展康复机器人的关键技术研发工作,并把重点定位在肢体康复机器人。康复机器人是机械自动化在医疗领域的重要应用,并且在未来将会随着老龄化的深化,而极具市场潜力。
2013年初,机器人研究室正式成立,并以移动式下肢康复机器人为起点展开试水性研究。相较于传统解决方案中的定点康复,移动式下肢康复机器人能够帮助患者在康复的过程中,帮助时病人实现体位的转移,在一定程度上,增加了用户康复的灵活度。不过在研究过程中,团队也发现这样的产品一旦投入使用,对于医院目前的管理提出了非常大的挑战,比如空间管理等。
上海电气集团对康复机器人新产业研发的高度重视。康复机器人研发的目的是结合医学研究,实现康复的智能化。一方面提高康复治疗的安全性,另一方面帮助康复理疗师进行患者的康复训练,减轻治疗师的劳动强度,解决康复医护人员和康复医疗机构的供给不足。
2015年,研究室正式开始了台架式下肢康复机器人的研究。传统台架式产品不能为用户提供大幅度的空间位移体验,这在一定程度上限制了用户的互动空间,于是研究室开始了更新一代的研究。
2016年,上下肢康复机器人原型机开发完毕。经过3年的研发,从便携式到台架式,通过对机械、控制、传感等三个重要系统的技术试错与研究,终于有了产品雏形。随后,2017年正式确立了康复机器人产品室,产业也在原型机的基础上,性能得到了进一步的提升。
2018年智能康复公司的成立,标志着康复机器人项目正式开始了由科研成果向市场转化的新篇章。康复医疗器械产业在我国属于新兴产业。在一切时局未定的情况下,对于智能康复团队来说是机遇也是挑战。康复器械领域技术门槛相对较高,唯有创新方能在这个市场中立足。创新,是时代变革的必然要求,也是上海电气的成立之初的基点。智能康复在成立之初就深刻意识到了这一点。
技术创新帮助人体恢复机能
康复人群往往由于神经受损等原因,而发生肢体运动障碍,比如脑卒中等。通过康复训练可以在一定程度上恢复病人的运动能力。众所周知,康复训练是一个重复性高,且过程耗时长的过程,需要耗费康复师大量的体力。
康复机器人贯穿机器人学、运动生物力学、人机工程学、机械等多个学科,其能够帮助康复师减轻这一部分重复性的劳动工作。另外,随着智能技术的发展,通过机器人进行的辅助康复训练,不仅能够精准有效的控制康复过程,同时,也可对康复数据进行搜集。
上海电气在5年的研发过程中,团队基于生物力学的外骨骼机构设计、动态结构减重、康复策略参数量化与评估等方面取得了重要研究成果,已申请专利近30项,软件著作权多项。目前拥有“上肢康复训练与评估系统(上肢康复机器人)、下肢步态训练与评估系统(下肢康复机器人)、便携穿戴式外骨骼上肢康复机器人、移动式下肢康复机器人”等主要产品。
目前公司现有上肢康复训练与评估系统(上肢康复机器人)、减重步态训练与评估系统(下肢康复机器人)、移动式下肢康复机器人等多种产品。其中,上下肢康复机器人定位于高端康复领域产品,两款产品先后参加了2018第二十二届中国(上海)国际医疗器械展览会,和第12届国际康复工程与辅助技术大会,产品一经展出,便吸引了多方专业医疗领域的人士的关注。
下肢康复机器人(NaturaGait 1.0)采用台架式的机械结构,本着“为患者提供更多自由空间,更人性化的康复训练”的产品理念,在产品设计上均以病患体验为出发点进行了设计。
比如盆骨减重结构,使得病患在进行下肢康复训练的同时,上肢免受器械与绑带束缚,与以往大多进口康复器械通过悬吊式结构进行减重的模式相比,给与病患更自由的康复体验。
如我们前面提到,康复训练是持续而反复的过程,很多病人在枯燥的康复训练过程中,承受着非常大的心理压力,那么,如何能够使得康复过程更加愉悦呢?经过反复验证,工程团队为产品加入了虚拟人机互动功能。简单有趣的游戏激励机制,减轻了病患的康复过程中心理压力。
从安全角度考虑,产品还设置了防摔倒机制,给与这些行动障碍的病患以全面的保护。当病患有摔倒的倾向时,系统通过自动控制体位高度,达到保护的作用。另外,根据不同病患的病情,以及个人的体征特点,如高度与体重,可以在系统中对进行康复方案的定制化,以满足不同病患的不同需求。
上肢康复机器人(Flexo-Arm1.0)同样采用了台式结构,可以根据不同康复阶段的病患,提供多自由度连续运动的康复训练。
另外,上肢康复机器人具有主被动等多种运动模式,以满足不同阶段病患的康复需求。比如处于康复前期的病患,需要更多被动式的训练项目,此时就可以在系统中选择被动训练;相反,处于康复后期的病患,由于肢体的康复情况已经非常顺利了,此次他更加需要的是主动训练模式或者阻力训练模式,以增加训练难度。
为了提升病患在康复过程中的体验,上肢康复机器人还采用了“左右手一体式”的设计,即通过滑动的方式,就可以实现左右手训练的互换,这也在一定程度上,减少了器械的体积,使操作更加灵活。
上下肢康复机器人两款产品,均配备了智能化的康复系统。病患所有的康复数据均可以实时传输到云端,借助大数据手段,便于医生对病患长期康复效果的追踪与评估。
成为康复事业开拓者
康复机器人产品涉及生物医学、机械工程学、电子、计算机、新材料等多方面技术领域。而且,随着物联网技术不断提升以及智能硬件设备的飞速发展,康复机器人智能化、信息化将是未来康复医疗产业的一个大发展方向。不过总体来说,康复医疗在我国还处于发展初期,正在高速爆发性增长的前夜。例如康复机器人领域,市面上还未出现有垄断市场能力的领头企业,大家均处于研发阶段。中国康复医疗产业方兴未艾,正处于发展初期,即将迎来高速增长的黄金时期。未来,上海电气将加快从传统制造向智能制造转型,全力推动并促进康复机器人的产业化。
预计到2019年底,上下肢康复机器人获得医疗器械CFDA注册后,将正式投入市场,为众多脑卒中等神经性损伤患者提供康复训练,鉴于此,上海电气集团团队已经开始积极与多方医疗机构进行接触,深入了解市场需求。
而在国际上,对康复机器人的研究已经有长达50多年的研究了,主要集中在欧美等国家,我国虽然在技术上发展起步较晚,但是在市场需求的激增下,未来市场前景将呈现现象级井喷。同时,我国医疗政策也正在逐步加强对康复产业的扶持,越来越多的康复项目被列入到医保的范畴,这就意味着康复产业发展的最终障碍将被攻克。
康复蓝海,机遇与挑战并存。在政策、市场的共同推动下,未来,智能康复公司仍将以“专注”、“创新”、“协作”为价值观,专注医疗康复领域,通过技术与市场创新,提供全面智能的医疗康复解决方案,搭建医疗康复领域的多方协作平台,为更多病患带来健康生活,并最终成为国内一流的智能康复事业的开拓者和领航者。
- 上一篇: 储能产业迎候风光明媚的春天
- 下一篇: 3D打印:一场新技术革命拉开序幕