還記得巴西世界杯開幕式上，患有截癱的巴西青年諾平托在腦控機(jī)械外骨骼技術(shù)的幫助下，為世界杯開球的那一幕嗎？幫助他行走的就是一款腦控外骨骼機(jī)器人，屬于康復(fù)機(jī)器人的一種?？祻?fù)機(jī)器人可以輔助擁有行動障礙的患者（如因中風(fēng)、創(chuàng)傷性神經(jīng)損傷、肢體殘疾、老齡化引起的行動障礙）進(jìn)行治療和康復(fù)。

　　康復(fù)機(jī)器人作為醫(yī)療機(jī)器人中的一個重要分支，它的研究包含了康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料學(xué)等多方面的領(lǐng)域，是典型的醫(yī)工結(jié)合的領(lǐng)域。中風(fēng)致殘的根本原因不是肢體有問題，而是中樞神經(jīng)受到損傷導(dǎo)致肢體無法受到控制。而通過康復(fù)訓(xùn)練能夠重建肢體和中樞神經(jīng)之間的聯(lián)系，刺激腦部損傷部位康復(fù)，實(shí)現(xiàn)肢體的有效控制。中風(fēng)、脊髓損傷引起的運(yùn)動障礙，都需要使用康復(fù)器械進(jìn)行訓(xùn)練。我國中風(fēng)致殘率高達(dá)75%，而在西方國家，因?yàn)榱己玫目祻?fù)治療，中風(fēng)殘障率只有30%。

　　康復(fù)醫(yī)療需求主要來自三方面人群：

　　一是老年人群，老年人高發(fā)病率的高血壓、糖尿病、關(guān)節(jié)炎、心腦血管病和呼吸系統(tǒng)疾病為康復(fù)治療的主要病種，隨著我國老齡化程度的加深，截至 2011年底全國60歲以上老年人口達(dá)到約1.9億，其中需要康復(fù)服務(wù)的約7000多萬人。

　　二是殘疾人群，根據(jù)第六次全國人口普查及第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查，2010年末我國殘疾人已達(dá)到 8502萬人，其中5000多萬人有康復(fù)需求；

　　三是慢性病患者、亞健康人群需要康復(fù)治療，預(yù)計(jì)至2030年，我國慢性病患病率將高達(dá)65.7%，其中80%的慢性病患者需要康復(fù)治療。

　　1998年～2008年10年以來，我國居民發(fā)病率持續(xù)上升，尤其是高血壓、心臟病、糖尿病等慢性病。根據(jù)2008年第四次國家衛(wèi)生服務(wù)調(diào)查數(shù)據(jù)，慢性病患病率隨著年齡的上升而增高，老齡化帶來的疾病譜改變，老年人高發(fā)率病種本身的康復(fù)需求加上慢性病致殘帶來的需求，將持續(xù)擴(kuò)容康復(fù)醫(yī)療行業(yè)需求空間。

　　傳統(tǒng)的康復(fù)療法是由康復(fù)治療師針對患者的病情進(jìn)行針灸等康復(fù)治療，治愈率低，效果難以控制。康復(fù)機(jī)器人的出現(xiàn)能夠提高康復(fù)效果，提升患者的生活水平。我國步入老齡化社會，老年人口不斷增加，也增加了中風(fēng)及其他腦血管疾病的患病幾率，康復(fù)機(jī)器人的需求缺口逐漸增大。同時，國民收入的增長和居民醫(yī)療保健意識的增加，現(xiàn)在的康復(fù)治療水平已經(jīng)不能夠滿足民眾需求。所以，康復(fù)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展有非常大的空間。

   康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展

  最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的康復(fù)機(jī)器人是由英國Mike Topping公司1987年研制的Handy1，至今已有近30年的發(fā)展歷史。最早打入市場兩種康復(fù)機(jī)器人除了Handy1之外，還有一款名為MANUS。Handy1有5個自由度，殘疾人可利用它在桌面高度吃飯，MANUS是一種裝在輪椅上的仿人形手臂，有6個自由度，其工作范圍可由地面到人站立時達(dá)到的地方。

  目前國外的康復(fù)機(jī)構(gòu)配備的主要是功能更多、自動化程度較高的、多自由度的牽引式/懸掛式康復(fù)機(jī)器人。牽引式/懸掛式康復(fù)機(jī)器人的分類尚未有通用的標(biāo)準(zhǔn)。按照針對的肢體部分不同，主要可分為牽引式上肢康復(fù)機(jī)器人、牽引式下肢康復(fù)機(jī)器人和懸掛式下肢康復(fù)機(jī)器人。

  而目前最先進(jìn)的康復(fù)機(jī)器人則是可穿戴外骨骼機(jī)器人。它基于仿生原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合人體工程學(xué)，可以穿戴于患肢。每個關(guān)節(jié)上都對應(yīng)有單獨(dú)的驅(qū)動裝置，患者佩戴后可以確保機(jī)器人的運(yùn)動模式和人體自由度同軸，可以實(shí)現(xiàn)更有效的康復(fù)訓(xùn)練。代表性產(chǎn)品有以色列公司ReWalk Robotics公司的ReWalk系列，日本Cyberdyne公司的HAL、美國Berkeley Bionics公司的eLEGS、新西蘭Rex Bionics公司的REX。

  目前已經(jīng)上市或者正在研發(fā)的外骨骼機(jī)器人，大多數(shù)設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，使用也不太方便。因?yàn)樗仨毷褂么罅康臋C(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備和供電系統(tǒng)，才能支撐起患者的重量，輔助患者前進(jìn)。今年二月，來自歐洲的一個跨領(lǐng)域國際研究團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)一款像褲子一樣可以穿的軟體仿生外骨骼XoSoft。來自歐盟七國的九個組織參與了這個極具創(chuàng)意的研發(fā)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2019年之前推出產(chǎn)品原型。

   而根據(jù)另一家統(tǒng)計(jì)公司Grand View Research的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，醫(yī)療機(jī)器人的各類產(chǎn)品中手術(shù)機(jī)器人占比最高，在60%以上，是醫(yī)療機(jī)器人中銷售量最大的機(jī)器人。其次為微創(chuàng)放射性手術(shù)系統(tǒng)，約占20%。急救機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人、輔助康復(fù)機(jī)器人、非醫(yī)療醫(yī)院機(jī)器人等占比均較小。雖然醫(yī)療機(jī)器人中市場份額最大的雖然是手術(shù)機(jī)器人，但是增長速度最快的卻是康復(fù)機(jī)器人。

　　根據(jù)GrandViewResearch的預(yù)測，外骨骼機(jī)器人、輔助康復(fù)機(jī)器人從2012年到2022年，市場占比明顯提升。據(jù)估算，未來5年廣義康復(fù)機(jī)器人的年復(fù)合增長率約為37%，其中康復(fù)機(jī)器人年復(fù)合增長率為21%，外骨骼機(jī)器人年復(fù)合增長率為47%，遠(yuǎn)高于其他類別的醫(yī)療機(jī)器人的平均增速。這兩家公司預(yù)計(jì)的康復(fù)機(jī)器人符合增長率雖然數(shù)據(jù)有微小差異，但是都一致認(rèn)為康復(fù)機(jī)器人的增長率是醫(yī)療機(jī)器人中最快的。

　　國外康復(fù)機(jī)器人龍頭

　　ReWalk Robotics

　　以色列外骨骼系統(tǒng)提供商ReWalk Robotics于2014年9月在納斯達(dá)克上市。該公司制造可穿戴外骨骼動力設(shè)備，幫助腰部以下癱瘓者重獲行動能力，ReWalk于2012年獲得歐盟認(rèn)證，進(jìn)入歐洲市場，2014年6月ReWalk的外骨骼產(chǎn)品通過了美國藥物與食品管理局（FDA）的審批，是首款也是唯一一款獲得 FDA 批準(zhǔn)的外骨骼產(chǎn)品。

　　公司旗下共有兩款產(chǎn)品，分別是ReWalk Personal和ReWalk Rehabilitation，前者主要適合家庭、工作或社交環(huán)境中使用，通過傳感器和監(jiān)控器，使患者站立、行走和爬樓；后者則是用于臨床修復(fù)，為癱瘓患者提供物理治療方式，包括減緩癱瘓導(dǎo)致的肢體疼痛、肌肉痙攣、幫助腸道消化系統(tǒng)、加速新陳代謝等；中風(fēng)和腦癱患者也是ReWalk未來的目標(biāo)人群。

　　HOCOMA AG

　　瑞士HOCOMA AG公司成立于1996年，與歐美多國高校合作研發(fā)高端康復(fù)治療與訓(xùn)練產(chǎn)品。作為國際知名的醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人公司，其醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人在人體工程學(xué)、電子傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件和人工智能等眾多方面具備先進(jìn)技術(shù)。

　　該公司主要提供四款康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品：

　　Lokomat：是一款能夠提供即時反饋與評估的步態(tài)訓(xùn)練機(jī)器人，對中風(fēng)、脊髓損傷 、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者有良好的康復(fù)效果。目前，Lokomat幾乎壟斷中國高端康復(fù)機(jī)器人市場。

　　Armeo：是一款能夠提供即時反饋與評估的上肢康復(fù)機(jī)器人，支持從肩膀到手指的完整的運(yùn)動鏈治療，能夠根據(jù)患者的情況自動提供協(xié)助。即使是癥狀嚴(yán)重的患者，也能用此款設(shè)備進(jìn)行高強(qiáng)度的早期康復(fù)治療。

　　Erigo：是一款集成的傾斜機(jī)器人系統(tǒng)，用于長期臥床病人的早期神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練。

　　Valedo系列：用于背部疼痛治療，包括Valedoshape、Valedomotion和Valedo三款產(chǎn)品，分別用于脊柱評估、診所治療和家庭治療。

　　Ekso Bionics

　　Ekso Bionics是一家上市公司，公司前身是 Berkeley Bionics。該公司是應(yīng)用機(jī)器外骨骼提高人類運(yùn)動能力方面的先鋒者，與軍方合作十多年，2012年開始投身研究如何幫助下身癱瘓者。從它誕生時起，Ekso Bionics就與伯克利大學(xué)等世界級研究院形成了伙伴關(guān)系，從國防部獲得了科研經(jīng)費(fèi)并獲得美國洛克希德馬丁公司的專利技術(shù)。

　　Ekso Bionics是一款外骨骼機(jī)器人，該產(chǎn)品利用仿生原理，使下肢癱瘓的個人站起來，并借由重量支撐及其四點(diǎn)相互補(bǔ)償?shù)牟椒ピ诘孛嫘凶?。行走的達(dá)成是通過用戶向前的重量移動來啟動步行，電池供電的馬達(dá)驅(qū)動雙腿并代替神經(jīng)肌肉的功能。

　　Cyberdyne

　　Cyberdyne是一家專注于外骨骼康復(fù)機(jī)器人的日本公司。Cyberdyne將山海嘉之教授以及他在筑波大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)明加以商業(yè)化。該公司的產(chǎn)品屬于混合輔助肢體，目前已經(jīng)開發(fā)出了輔助下肢和機(jī)器人手臂。

　　Cyberdyne最吸引人的地方是意念控制。人體神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉在大腦打算移動肢體的時候會發(fā)出微弱電信號，而外骨骼上安裝的一系列傳感器會持續(xù)監(jiān)測這些信號，并做出相應(yīng)的動作。

　　Open Bionics

　　Open Bionics是一家專注于醫(yī)療型、助理型與操作型機(jī)器人的非上市公司。該公司的產(chǎn)品是價格實(shí)惠的機(jī)器義肢手臂。Open Bionics機(jī)器手與人手的重量相同，通過醫(yī)用電極與手臂肌肉相連。當(dāng)手臂肌肉收縮后，肌膚表面會有電子信號。感應(yīng)器獲取這種信號，然后將其傳遞給機(jī)械手。

　　國內(nèi)康復(fù)機(jī)器人

　　璟和技創(chuàng)

　　由前璟集團(tuán)和章和電氣合資成立的公司，推出的Flexbot多體位智能康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)針對腦卒中、顱腦損傷、脊髓損傷等患者輔助康復(fù)。Flexbot為患者提供了一個下肢康復(fù)訓(xùn)練的工作站，能準(zhǔn)確模擬正常人的步態(tài)，應(yīng)用于下肢康復(fù)訓(xùn)練，提高下肢步行功能訓(xùn)練的康復(fù)效果。

　　安陽神方

　　安陽神方康復(fù)機(jī)器人有限公司研發(fā)的上肢康復(fù)機(jī)器人正式通過醫(yī)療器械市場準(zhǔn)入審查，是國內(nèi)康復(fù)機(jī)器人行業(yè)首家應(yīng)用于臨床、取得醫(yī)療器械注冊證的產(chǎn)品。它的上市將打破國內(nèi)上肢康復(fù)機(jī)器人依賴進(jìn)口產(chǎn)品的局面。

　　金明精機(jī)

　　金明精機(jī)與清華大學(xué)機(jī)械工程系成立聯(lián)合研究中心，開展對神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人的研究。與國外同類技術(shù)相比，清華大學(xué)季林紅團(tuán)隊(duì)研制的神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人已具備國際領(lǐng)先水平，尤其在將反饋控制技術(shù)應(yīng)用于臨床的訓(xùn)練模式以及對緩解痙攣等康復(fù)治療等技術(shù)方面。

　　迪馬股份

　　迪馬股份于2015年與電子科技大學(xué)合作，將在基于外骨骼技術(shù)的個人作業(yè)平臺、人機(jī)耦合技術(shù)及助力型外骨骼、康復(fù)醫(yī)療外骨骼等方面進(jìn)行研發(fā)合作。

   直擊康復(fù)機(jī)器人發(fā)展歷程，共探康復(fù)之路，就在世界醫(yī)療機(jī)器人大會?，F(xiàn)場更有俄羅斯外骨骼康復(fù)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司Exoatlet講述真實(shí)的研發(fā)故事！

關(guān)鍵字：醫(yī)療機(jī)器人

編輯：魯?shù)? 引用地址：http://www./medical_electronics/article_201610046895.html

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