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人民網(wǎng)健康·生活

穿上外骨骼,擺脫輪椅不是夢

2023年04月26日08:12 來源:科技日報(bào)

  一名截癱患者在外骨骼輔助下起身站立。

  新華社記者 劉坤攝

  ◎本報(bào)記者 唐 芳

  過去,很多人一癱瘓就要一輩子依靠輪椅。外骨骼的出現(xiàn),改變了重癥肢體殘障人士幾乎無法行走的困境。當(dāng)人體骨骼、肌肉的功能缺失時(shí),外骨骼提供了如骨骼一樣的支撐、像肌肉一樣的驅(qū)動(dòng)源。

  近日,借助自研的人體外骨骼,身患脆骨癥的“扭扭車男孩”張亮第一次站起來了!他走了16米,花了大約5分鐘!耙暯亲兏邘淼母泄贈_擊力非常震撼!睆埩翆萍既請(bào)記者表示,目前他平均一周做兩三次行走訓(xùn)練。談及自研外骨骼的初衷,張亮說:“我從仿生結(jié)構(gòu)出發(fā),盡量讓它更加實(shí)用、簡單!

  讓坐在輪椅上的殘疾人起身行走,甚至“跑”完馬拉松全程,外骨骼是如何做到的?現(xiàn)如今醫(yī)用外骨骼的普及程度如何?未來有怎樣的發(fā)展趨勢?4月24日,帶著這些問題,科技日報(bào)記者采訪了北京航空航天大學(xué)教授、北京大艾機(jī)器人科技有限公司(以下簡稱大艾機(jī)器人)董事長帥梅。

  既能輔助行走也能進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練

  過去,很多人一癱瘓就要一輩子依靠輪椅。帥梅表示,外骨骼的出現(xiàn),改變了重癥肢體殘障人士幾乎無法行走的困境。作為在人體外面穿戴的另一副“骨骼”,目前外骨骼在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

  記者來到北京陽光大艾肢體殘疾人士康復(fù)中心,幾位患者“嵌”在外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人當(dāng)中,一步一步,在原地練習(xí)抬腿行走;在父母的鼓勵(lì)下,一名男孩“嵌”在小一號的外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人里,繞著場地踏步行走。

  外骨骼是怎樣帶動(dòng)人行走的?“當(dāng)人體骨骼、肌肉的功能缺失時(shí),外骨骼提供了如骨骼一樣的支撐、像肌肉一樣的驅(qū)動(dòng)源,它通過腿桿上綁帶傳遞控制力,來驅(qū)動(dòng)患者的下肢做出動(dòng)作。”帥梅表示,而讓穿戴者下肢做出正常的行走步態(tài),步態(tài)算法是其中最核心的技術(shù)。

  北京2022年冬殘奧會火炬手楊淑亭穿戴大艾外骨骼直立行走傳遞火炬,邵海朋穿戴新一代大艾AI外骨骼輕松自然完成火種匯集。電視轉(zhuǎn)播中出現(xiàn)的國產(chǎn)下肢外骨骼,給大眾留下了深刻印象。

  “他們都是不完全性的脊髓損傷患者。楊淑亭11年無法站立行走,但借助外骨骼她重新站起來了。邵海朋通過外骨骼訓(xùn)練,不僅使癱瘓的下肢恢復(fù)功能重新站立行走,還于2018年打破機(jī)器人行走馬拉松世界紀(jì)錄!睅浢氛f。據(jù)介紹,完全性脊髓損傷患者,也能在外骨骼的帶領(lǐng)下再次行走,恢復(fù)身體各方面機(jī)能。

  “外骨骼不僅能助行,更是一種全新的治療設(shè)備!睅浢氛f,腦卒中或脊髓損傷致殘的根本原因,是中樞神經(jīng)受到損傷導(dǎo)致肢體無法得到控制。中樞神經(jīng)組織過去被認(rèn)為是不可再生的,但是通過外骨骼帶動(dòng)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,能夠重塑肢體與中樞神經(jīng)之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)!斑@一現(xiàn)象值得循證醫(yī)學(xué)進(jìn)行更加深入的研究!睅浢氛f。

  國內(nèi)企業(yè)加速產(chǎn)品迭代、場景落地

  國內(nèi)外骨骼的研究始于2000年前后,最初主要參與力量來自浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校。這些高校從下肢外骨骼的人體信息采集、機(jī)械結(jié)構(gòu)、步態(tài)分析,以及控制策略等方面進(jìn)行了較為深入的研究。

  2015年以后,圍繞外骨骼的創(chuàng)業(yè)熱情涌現(xiàn)。

  目前,國產(chǎn)外骨骼廠商正在產(chǎn)品迭代、場景落地方面持續(xù)發(fā)力、加速布局。以大艾機(jī)器人為例,2010年,帥梅開始研究外骨骼,經(jīng)過6年研發(fā)不斷取得突破,并于2016年創(chuàng)立大艾機(jī)器人將自己的成果產(chǎn)業(yè)化。2018年6月,大艾機(jī)器人成為國內(nèi)首家獲得醫(yī)療器械注冊證的外骨骼公司,其自主研發(fā)成功的外骨骼獲準(zhǔn)上市;2019年申請成立了北京陽光大艾肢體殘疾人士康復(fù)中心,提供與肢體殘疾相關(guān)的康復(fù)訓(xùn)練等專業(yè)服務(wù)。

  如今,帥梅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)致力于將產(chǎn)品“普惠化”,不斷改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì),降低價(jià)格成本,最新推出的“艾家”外骨骼康復(fù)機(jī)器人價(jià)位已由以往的近百萬元降至10萬元以下,達(dá)到個(gè)人居家使用能接受的程度。目前,該公司外骨骼已在全國100多家醫(yī)院投入使用,累計(jì)治療患者超萬例、訓(xùn)練超百萬人次。

  此外,2015年成立的上海傅利葉智能科技有限公司(以下簡稱傅利葉智能)主要生產(chǎn)康復(fù)機(jī)器人,其自主研發(fā)的ArmMotus EMU三維上肢康復(fù)機(jī)器人、ExoMotus M4下肢康復(fù)機(jī)器人等產(chǎn)品,針對身體不同部位,融合多種康復(fù)類型,可提供從急性期、穩(wěn)定期到恢復(fù)期的全周期同質(zhì)化康復(fù)治療,顯著提升康復(fù)效率。其中,ArmMotus EMU的設(shè)計(jì)采用了手術(shù)機(jī)器人專用鋼絲,以及創(chuàng)新的線驅(qū)傳動(dòng)方式,搭配混合串并聯(lián)桿結(jié)構(gòu),應(yīng)用輕量化的碳纖維材料,從而減小了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中的慣量和摩擦力。截至目前,傅利葉智能共有30多款上市產(chǎn)品,出口全球40多個(gè)國家和地區(qū),入駐2000多家醫(yī)院和機(jī)構(gòu),執(zhí)行超過4億次康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作。

  發(fā)展前景廣闊但仍面臨一些阻礙

  數(shù)據(jù)顯示,截至目前,我國肢殘人士接近2500萬人,65歲以上老人已達(dá)2億人!袄夏耆、殘疾人都可以使用外骨骼,因此其市場前景十分廣闊!睅浢繁硎,外骨骼行業(yè)目前處于發(fā)展期,以科研、創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)作為支撐發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。

  中國殘聯(lián)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,“十三五”期間,我國通過實(shí)施精準(zhǔn)康復(fù)服務(wù)行動(dòng)等,累計(jì)為1252.5萬名殘疾人提供輔助器具服務(wù),2020年殘疾人基本輔助器具適配率超過80%。到2025年,有需求的殘疾人基本輔助器具適配率預(yù)計(jì)將達(dá)到85%以上。截至目前,使用外骨骼進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的患者已超百萬人次。

  在帥梅看來,醫(yī)用外骨骼的發(fā)展,尚面臨一些阻礙。

  由于外骨骼的造價(jià)成本較高,市場中每臺外骨骼的售價(jià)在70萬元到120萬元不等,有些甚至高達(dá)200萬元,高昂的價(jià)格成為外骨骼在小型醫(yī)療機(jī)構(gòu)和個(gè)人消費(fèi)者中普及的主要限制因素。

  其次,現(xiàn)在醫(yī)保對外骨骼康復(fù)治療的支持力度還不夠,目前僅北京、陜西利用機(jī)器人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)生的費(fèi)用可醫(yī)保報(bào)銷,全國大部分地區(qū)只能自費(fèi)。

  2021年,工信部等部門發(fā)布《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,要求增加高端產(chǎn)品供給,面向醫(yī)療健康、養(yǎng)老助殘等領(lǐng)域需求,重點(diǎn)推進(jìn)服務(wù)機(jī)器人的研制及應(yīng)用,推動(dòng)產(chǎn)品高端化智能化發(fā)展。2022年,國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老服務(wù)體系規(guī)劃》提出,加快人工智能、腦科學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、可穿戴等新技術(shù)在健康促進(jìn)類康復(fù)輔助器具中的集成應(yīng)用。今年1月,工信部等十七部門印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》。其中也明確提到了對發(fā)展外骨骼機(jī)器人的支持。

  2020年以來,廣東、河北、上海、浙江等多省市均出臺了外骨骼相關(guān)政策,支持外骨骼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其在醫(yī)療康復(fù)、養(yǎng)老等領(lǐng)域的應(yīng)用。

  帥梅認(rèn)為,未來智能康復(fù)工程一定會大量替代人工康復(fù)技術(shù)!翱祻(fù)智慧云平臺的建立是大勢所趨,其可以把訓(xùn)練數(shù)據(jù)完全收集起來形成大數(shù)據(jù),構(gòu)建有效的康復(fù)方法評價(jià)和評測體系,最終支持全國智慧化康復(fù)體系的建立。所以未來醫(yī)用外骨骼一定會越來越先進(jìn),越來越方便。”帥梅表示。

(責(zé)編:孫紅麗、楊迪)


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