2018年4月,上海一家三甲醫院的康復科室內,一位腦卒中病人正在試用英漢思的助力型動力外骨骼。對于這次產品的試用,英漢思的ceo兼創始人朱瀚琦既期待又有些擔憂。“盡管之前的人體試驗很成功,但聽到一位病人告訴我,試用我們的儀器后,行走明顯感覺更加省力,行走時長也增加了不少的時候,我才覺得這些年的努力終有所獲。” 朱瀚琦告訴動脈網記者。

英漢思(enhanced robotics)成立于2017年12月,總部位于美國達拉斯,專注于輕型康復研發。2018年9月,公司完成第一代demo樣機開發,并在2019年初向fda、ce提交了臨床資質認證,獲得多家醫院試用,采購意向。從公司成立到產品進入審批,看似僅僅用了一年的時間,事實上,從2013年開始,團隊前身就獲得了美國國立研究院(nih)的數百萬美元研究基金,開始了早期的動力外骨骼的研究。

用于家庭康復的輕型康復機器人

“切入康復領域一方面是由于康復機器人是博士期間的課題,另一方面源于一篇對行走障礙人群的調研。”朱瀚琦表示。拿到機械工程與電氣工程雙碩士學位后,朱瀚琦去往美國德州大學攻讀博士學位,博士期間,他看到nih的一篇中老年人的調研中寫道,行走障礙人群中發生抑郁、焦慮、社會隔離的比例高達30.8%,而沒有行走障礙的人群,這個比例僅為3.8%。

在中國,隨著人群老齡化速度加快,中老年人數量快速增長,腦卒中、肌無力、關節炎等患有中老年常見疾病的人數也逐年增加。

據統計,截止到2018年,全國有超過1.5億人需要接受康復治療或者長期伴隨行走障礙問題。目前行走障礙康復主要依靠康復師的運動物理治療,效率低下。

另一方面,中國康復師資源缺口超30萬,康復資源供應不足,高性能的康復器具被外企壟斷,且由于其多為大型器械,價格高昂,只能在醫院內使用,患者不能自行使用。

“我們希望將專業的康復器械變成一種消費型的電子器械,從而幫助行走障礙人群提高生活質量,這也是公司創立的初衷。” 朱瀚琦說道。這篇調研也決定了英漢思團隊的技術導向并不以大型康復器械為主,而是以高性能的輕量化的康復動力外骨骼為主。

2017年初,朱瀚琦及其團隊研發的輕型動力外骨骼樣機已經過三次迭代,可以實現助力行走的功能。2018年11月,經過詳細的市場調研,英漢思最終將產品使用場景定義為家庭康復以及院內外骨骼康復,分別推出了智能膝關節康復機器人和助力型動力外骨骼兩款輕型康復機器人產品。

突破壁壘,自主研發生產核心零部件

“輕型康復機器人的核心在于動力驅動,我們產品整個動力驅動的零部件,包括電機、傳動、電驅等,都是自主研發,并在國內生產的。”朱瀚琦解釋道。與院內大型康復器械不同,由于輕型康復器械體積小,重量輕,對成本的要求更高。以膝關節康復器械為例,如果直接進口外企的核心零部件,單單動力驅動的成本就高達1萬元及其以上,總物料成本將達到3-5萬,高額的售價使其難以作為家庭康復器械使用。英漢思的兩款產品在硬件上都是自產自研,因此成本更低。此外,傳統的液壓驅動的動力外骨骼機器人整體重量達到十五六公斤,而英漢思自研的產品重量僅為兩公斤左右,患者佩帶也更加輕便。

英漢思的核心產品助力型動力外骨骼主要針對腦卒中病人的康復階段,傳統的動力外骨骼使用范圍有限,通常在院內使用,通過軌跡控制算法帶動病人在院內行走。“但對中風康復期病人而言,他們往往可以緩慢行走,只是步態不標準。在這種情況下,軌跡控制型的輕型康復機器人使用場景有限,不能適應院外不同的復雜行走環境。”

英漢思的助力型動力外骨骼通過結合ai、扭矩控制等技術,實現在不同的環境中的智能輔助行走,從而大大拓展了動力外骨骼的使用潛力。該產品根據患者的使用習慣分為單膝和單髖兩個不同的版本,重量不超過3.5公斤。據朱瀚琦透露,英漢思的助力型動力外骨骼設計的核心算法曾被選為知名期刊《ieee control system》的封面。

助力型動力外骨骼

公司的另一款核心產品是針對關節置換、十字韌帶修復、半月板修復等膝關節手術后3-6個月的膝關節動力外骨骼機器人。該產品是一款可穿戴型自動化康復設備,重量僅為2.7公斤,集智能關節活動度訓練、等張肌力訓練、重力模擬訓練、等速肌力評測等功能為一體,用于協助康復師幫助患者完成多功能的訓練,提升康復效率。同時,該設備可以記錄追蹤康復過程中的人體數據并進行分析,從而優化康復訓練。而與這款輕型膝關節擁有同等功能的一款大型進口醫療康復器械重量超過公斤,售價近百萬。

膝關節動力外骨骼機器人

對于產品的推進,朱瀚琦透露,公司的兩款產品已在上海、西安的幾家三甲醫院進行試用,同時兩款產品均提交了二類醫療器械的注冊申請。產品上市將從二級專科康復醫院、康養結合的養老機構、院外運營的康復中心、社康中心等北上廣深的高端康復市場切入,通過醫療器械代理銷售或向醫院直銷的方式,在醫生的推薦下提供給患者。

“雖然目前康復醫療器械并不能脫離醫療機構直接面向患者,但我們最終的目標是希望患者能將我們的產品作為日常康復器械使用。” 朱瀚琦表示。

推進產品的同時,英漢思也在尋求醫療器械廠商的合作,共同制定康復綜合性解決方案提供給醫院。朱瀚琦表示,雖然動力外骨骼可以作為單一的醫療器械獨立使用,但也可以與其他康復醫療器械配套使用。

例如,助力型動力外骨骼可以與智能天軌系統搭配使用,幫助腦卒中病人盡快康復。膝關節動力外骨骼也可以與神經肌肉電刺激療法配套使用,讓患者的康復過程更加安全、高效、舒適、便捷。

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