“AI+康復(fù)”成行業(yè)新風(fēng)向,康復(fù)機(jī)器人智能化道路上安杰萊做對了什么?

以下文章來源于:動脈網(wǎng)

半身不遂,長期臥床,拖累家庭,甚至在痛苦和孤獨(dú)中走完生命的最后時光——在很多人眼中,這就是腦卒中(腦中風(fēng))患者的結(jié)局。


很多卒中患者正是因?yàn)榭祻?fù)治療不及時或缺乏有效的康復(fù)醫(yī)療器械,才最終不得不走上這條路。卒中偏癱患者該如何從“活著”到“有尊嚴(yán)地活著”,再到“健康地活著”,實(shí)現(xiàn)“病而不殘、殘而不廢”,是亟待解決的倫理、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)和社會問題。并且,這個問題將隨著社會老齡化程度的加深而愈加嚴(yán)重。


在剛結(jié)束的兩會上,康養(yǎng)問題成為熱點(diǎn)議題,推動我國康復(fù)醫(yī)療高質(zhì)量發(fā)展成為眾多委員和代表的共識。


國家衛(wèi)健委在《關(guān)于加快推進(jìn)康復(fù)醫(yī)療工作發(fā)展的意見》中明確提出,要將高智能、高科技、高品質(zhì)作為康復(fù)醫(yī)療器械發(fā)展的重要方向,意在降低康復(fù)醫(yī)療對康復(fù)醫(yī)師數(shù)量和經(jīng)驗(yàn)的依賴。


康復(fù)機(jī)器人就是康復(fù)醫(yī)療器械高智能、高科技和高品質(zhì)的代表。要造出滿足臨床剛需的康復(fù)機(jī)器人離不開創(chuàng)新,但選擇創(chuàng)新,也就意味著不隨波逐流,不做跟風(fēng)者,要走上一條孤獨(dú)的道路。為了讓更多的偏癱患者不在孤獨(dú)的世界中消耗生命,安杰萊科技選擇了在創(chuàng)新這條路上堅(jiān)毅前行,這一走就是6年。


一款臨床需要的康復(fù)機(jī)器人

應(yīng)該是什么樣子


醫(yī)療器械是一個嚴(yán)肅的行業(yè)。因此,如何在此行業(yè)有所突破,唯一的標(biāo)準(zhǔn)就是產(chǎn)品力。而產(chǎn)品力的強(qiáng)弱,需要臨床效果來認(rèn)定。


據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)的研究數(shù)據(jù),國內(nèi)腦卒中患者總數(shù)近2900萬,帶病生存的卒中患者達(dá)1876多萬,每年新發(fā)而需要康復(fù)的患者近394萬。


面對這樣龐大的群體需求,安杰萊研發(fā)團(tuán)隊(duì)一頭扎進(jìn)了腦科學(xué)和康復(fù)臨床醫(yī)學(xué),走訪了全國近百家康復(fù)醫(yī)院,請教臨床專家,與國內(nèi)外康復(fù)行業(yè)大咖做了多維度的學(xué)術(shù)探討,收獲眾多臨床反饋。


外骨骼機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展至今已有60多年,2014年后引入康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,期間雖經(jīng)過數(shù)次迭代,但依然存在如下問題:


1.被動輔助訓(xùn)練為主,人機(jī)交互能力弱;

2.預(yù)置程序控制為主,缺乏個性化訓(xùn)練;

3.外周感覺神經(jīng)刺激為主,整體神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)收益偏低。


也就是說,傳統(tǒng)外骨骼康復(fù)機(jī)器人可用于輔助截癱患者直立行走,但要用于康復(fù),還需進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)新,突破現(xiàn)有理念和技術(shù)的桎梏,在臨床康復(fù)機(jī)理上要滿足硬件輕便和耐用,在軟件上做到個性、智能和精準(zhǔn)。


單點(diǎn)突破帶動全生態(tài)康復(fù)布局


在康復(fù)領(lǐng)域,從手、腕、肩到髖、膝、踝,從心理學(xué)到認(rèn)知學(xué),從腦癱兒童到肌無力老人,各種康復(fù)需求都亟待滿足。


安杰萊緊扣康復(fù)剛性需求,布局了層次豐富的產(chǎn)品矩陣,包含單下肢外骨骼、單/雙踝足、上肢、手功能、兒童腦癱、軀干康復(fù)機(jī)器人以及平衡訓(xùn)練機(jī)器人等。LiteStepper?單下肢偏癱康復(fù)機(jī)器人作為安杰萊首款獲批產(chǎn)品,擔(dān)當(dāng)起排頭兵的重任,同時也展現(xiàn)了安杰萊的康復(fù)醫(yī)械產(chǎn)品的理念。


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LiteStepper?單下肢偏癱康復(fù)機(jī)器人


LiteStepper?單下肢偏癱康復(fù)機(jī)器人采用了全球首創(chuàng)的單下肢形態(tài),相對于常見的雙下肢類產(chǎn)品,它有更加輕便與方便穿戴的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然,支撐安杰萊獨(dú)身走上這條技術(shù)路線的,還有安杰萊團(tuán)隊(duì)對于康復(fù)機(jī)器人未來在院外應(yīng)用場景的洞見。


安杰萊在啟動研發(fā)之初就堅(jiān)信,康復(fù)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域絕不限于患者神經(jīng)康復(fù)層面,應(yīng)用場景也不止于醫(yī)院,臨床還有很多康復(fù)需求待挖掘。單下肢形態(tài)除了對使用環(huán)境要求較低外,也能通過調(diào)整功能模塊來適應(yīng)更多的應(yīng)用場景。


在剛結(jié)束的兩會中,眾多代表和委員也提出了支持康復(fù)醫(yī)療資源下沉,補(bǔ)齊基層康復(fù)醫(yī)療短板,推動康復(fù)輔助器具進(jìn)家庭進(jìn)社區(qū),優(yōu)化康復(fù)輔助器具社區(qū)租賃,制定適合康復(fù)學(xué)科的DRG付費(fèi)模式和標(biāo)準(zhǔn)等議案,也從側(cè)面反映出智能康復(fù)機(jī)器人的應(yīng)用場景將向社區(qū)家庭拓展的發(fā)展方向。


沒在底層創(chuàng)新研發(fā)就做好準(zhǔn)備的產(chǎn)品,在新的應(yīng)用場景下將缺少足夠的競爭力。形態(tài)的改進(jìn)僅僅是表象,真正創(chuàng)新的是康復(fù)模式的改變。


傳統(tǒng)外骨骼康復(fù)機(jī)器人多采用被動訓(xùn)練模式,患者在程序的控制下進(jìn)行機(jī)械地運(yùn)動訓(xùn)練,從而刺激外周神經(jīng)。這種方式限制了患者腦功能運(yùn)動神經(jīng)中樞對于自身健側(cè)的運(yùn)動控制能力,放棄了腦損傷之后黃金期內(nèi)腦重塑的正向建設(shè)。


通過開放患者健側(cè)的外骨骼設(shè)計(jì),將健側(cè)數(shù)據(jù)毫秒級地通過算法復(fù)制到患側(cè),從而引導(dǎo)患側(cè)康復(fù),這就是安杰萊所做的創(chuàng)新。


這樣的創(chuàng)新并非無的放矢。研究發(fā)現(xiàn),腦部運(yùn)動功能區(qū)域神經(jīng)受損后,患者中樞神經(jīng)對肢體的控制能力被削弱,進(jìn)而影響肢體運(yùn)動功能。腦損傷患者在經(jīng)過康復(fù)訓(xùn)練之后,病變區(qū)域可以得到一定程度的修復(fù),這種臨床神經(jīng)康復(fù)原理被稱為“腦可塑性”。


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創(chuàng)新閉環(huán)神經(jīng)康復(fù)流程示意


同時,臨床一線已經(jīng)證實(shí)“運(yùn)動想象”、“鏡像學(xué)習(xí)”、“運(yùn)動再學(xué)習(xí)”、“雙側(cè)聯(lián)合訓(xùn)練”等方法對腦可塑行之有效。困難在于如何高效地在康復(fù)機(jī)器人上運(yùn)用這些方法。


過去,這些訓(xùn)練方法需要康復(fù)治療師憑經(jīng)驗(yàn)實(shí)施,治療結(jié)果受治療師的經(jīng)驗(yàn)、能力和體力的影響,無法做到個性、準(zhǔn)確且客觀。安杰萊通過產(chǎn)品把這些不確定、隱藏的臨床路徑顯現(xiàn)出來,用健肢的運(yùn)動模式引導(dǎo)患肢的運(yùn)動意圖,形成交互步行,實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融,促進(jìn)運(yùn)動神經(jīng)功能高效康復(fù)。


LiteStepper?單下肢偏癱康復(fù)機(jī)器人為患者提供全周期主動、高效、個性化、運(yùn)動誘導(dǎo)下的“中樞-外周-中樞”閉環(huán)神經(jīng)康復(fù),使其在短期內(nèi)重塑神經(jīng)-肢體完整控制功能。


布局全生態(tài)康復(fù)機(jī)器人的安杰萊,用一個單品作為突破點(diǎn),與數(shù)十家國內(nèi)外知名醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立臨床研究/試驗(yàn)合作關(guān)系,在全球范圍內(nèi)共同推進(jìn)智能神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人的學(xué)術(shù)研究和臨床應(yīng)用。


讓一線工作者在實(shí)際臨床中認(rèn)識、了解安杰萊,當(dāng)安杰萊的產(chǎn)品矩陣形成后,科室康復(fù)工作的協(xié)同性和效率將大幅攀升,最終的形態(tài)將是:一個康復(fù)科、一個品牌,一套智能化解決方案。


持續(xù)進(jìn)化創(chuàng)新,拓展應(yīng)用邊際


今年3月,ExoMax?雙踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人獲批,再次體現(xiàn)了安杰萊的創(chuàng)新能力。


醫(yī)療器械的研發(fā)相對于創(chuàng)新藥的研發(fā),多了一套復(fù)雜的精密制造系統(tǒng),因此醫(yī)療器械的創(chuàng)新很難一蹴而就,反而呈現(xiàn)螺旋上升狀。這樣的發(fā)展軌跡雖然慢了一些,但經(jīng)過沉淀積累之后,發(fā)展之路會走得更加穩(wěn)健。


對于創(chuàng)新醫(yī)械企業(yè)來說,利用現(xiàn)有技術(shù)平臺進(jìn)行橫向拓展,開發(fā)出更多產(chǎn)品,形成整套解決方案是一條明確的路徑,安杰萊也不例外。


由腦卒中引發(fā)的偏癱,患者在長期臥床后,踝關(guān)節(jié)活動度和肌力受損,影響正常行走;常出現(xiàn)的足下垂、足內(nèi)翻癥狀,也制約了正常步行的能力;同時,關(guān)節(jié)僵直、腿部肌肉萎縮以及肌腱、韌帶粘連等癥狀也困擾著偏癱患者。


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ExoMax?雙踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人


ExoMax?雙踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人根據(jù)患者踝關(guān)節(jié)運(yùn)動功能障礙匹配定制化的處方,按需生成個性化的康復(fù)方案,系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控患者康復(fù)情況,評估患者的各項(xiàng)生理指標(biāo),從而有針對性地進(jìn)行差異化康復(fù)訓(xùn)練,逐步達(dá)到康復(fù)目標(biāo),恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)動控制功能。


這套系統(tǒng)同樣遵循了雙側(cè)學(xué)習(xí)、主動參與的模式,讓患者健側(cè)引導(dǎo)患側(cè)運(yùn)動,用對稱運(yùn)動再學(xué)習(xí)的主動訓(xùn)練模式來引導(dǎo)踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練。


此外,安杰萊根據(jù)臨床反饋中,有關(guān)康復(fù)訓(xùn)練過程枯燥,患者堅(jiān)持不易的問題,打造游戲模式。讓患者可以與游戲沉浸式交互,用趣味互動體感游戲的方式,營造輕松娛樂的康復(fù)場景,在保證訓(xùn)練質(zhì)量的同時也減少了訓(xùn)練過程的枯燥感與厭倦感。


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坐臥快速切換,營造輕松娛樂的康復(fù)場景


安杰萊這套閉環(huán)智能康復(fù)主要創(chuàng)新體現(xiàn)在感知力、行動力和創(chuàng)造力的有效結(jié)合。使患肢步態(tài)控制建立在感知健肢運(yùn)動意圖和步態(tài)特征的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)的對象不再是標(biāo)準(zhǔn)“程序”或是“其他人”,而是患者自身的健肢。通過對中樞和外周神經(jīng)的同時刺激,為患者引入正確的運(yùn)動模式,來幫助患者進(jìn)行個性化高效康復(fù)。


訓(xùn)練個性化、策略自動化、評估數(shù)字化以及人機(jī)交互融合的多點(diǎn)創(chuàng)新,使得安杰萊整套康復(fù)系統(tǒng)的智能化程度大幅提升。未來隨著產(chǎn)品應(yīng)用場景從院端向社區(qū)和居家拓展,再疊加數(shù)據(jù)的不斷積累,數(shù)字化將賦能康復(fù)全周期,在康復(fù)智能評估、個性化康復(fù)方案定制、遠(yuǎn)程康復(fù)等多個環(huán)節(jié)體現(xiàn)出價值。


同時,數(shù)據(jù)的積累和臨床的反饋也能反哺產(chǎn)品的研發(fā),促進(jìn)研發(fā)周期的縮短,使得產(chǎn)品矩陣快速完善。


伴隨著外骨骼技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、腦機(jī)接口等技術(shù)的快速發(fā)展應(yīng)用,智能康復(fù)機(jī)器人作為康復(fù)領(lǐng)域代表性創(chuàng)新產(chǎn)品迎來了風(fēng)口。未來數(shù)年,智能康復(fù)機(jī)器人或?qū)⒊蔀橹祻?fù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的新引擎。


 人才是創(chuàng)新底色,

自主可控拓展海外市場


2016年,一位朋友在聊天時對李魯亞博士說:“海外有了應(yīng)用于截癱病人輔助行走的機(jī)器人,你一個機(jī)器人學(xué)專業(yè)的博士,在海外成功研發(fā)過幾款創(chuàng)新醫(yī)療器械,身邊又有各學(xué)科人才朋友,也應(yīng)該搞一個醫(yī)療機(jī)器人,功德無量?。 闭l曾想,正是這次對話,促成了安杰萊的誕生。


2017年12月,李魯亞和楊森博士一起創(chuàng)立了安杰萊科技Angelexo,把公司命名為“天使外骨骼”的英文縮寫名稱。他們希望安杰萊的產(chǎn)品散發(fā)天使般的光芒,照耀偏癱患者及其家庭,為康復(fù)行業(yè)帶來化解行業(yè)之痛的天使般的解決方案。


康復(fù)機(jī)器人貫穿康復(fù)臨床醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、材料學(xué)、機(jī)器人學(xué)等諸多領(lǐng)域,康復(fù)機(jī)器人的研發(fā)更是離不開多領(lǐng)域人才的共同努力。目前,安杰萊累計(jì)獲得140余項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán),掌握產(chǎn)業(yè)核心技術(shù),擁有穩(wěn)定高效的供應(yīng)鏈和生產(chǎn)鏈,徹底擺脫了核心零部件和關(guān)鍵技術(shù)受制于人的困境。同時,安杰萊通過自建工廠,有效控制生產(chǎn)成本,為產(chǎn)品的落地提供了有利條件。


正是有了自主知識產(chǎn)權(quán)以及生產(chǎn)可控的保證,安杰萊有了向海外擴(kuò)張的底氣。位于美國西雅圖、加拿大溫哥華的海外事業(yè)部已經(jīng)正式投入使用,在海外的臨床試驗(yàn)和產(chǎn)品注冊也即將展開,為全球市場的拓展做好準(zhǔn)備。


隨著安杰萊產(chǎn)品矩陣的逐步完善,全球康復(fù)醫(yī)師和患者將會接觸到高效、安全、可靠、可及的中國智造康復(fù)方案。時光不老,信念不移。安杰萊的天使外骨骼機(jī)器人,在路上!