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械外骨骼技術的幫助下，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器人，屬于康復機器人的一種。康復機器人可以輔助擁有行動障礙的患者（如因中風、創(chuàng)傷性神經損傷、肢體殘疾、老齡化引起的行動障礙）進行治療和康復。

　　康復機器人作為醫(yī)療機器人中的一個重要分支，它的研究包含了康復醫(yī)學、生物力學、機械學、計算機科學、材料學等多方面的領域，是典型的醫(yī)工結合的領域。中風致殘的根本原因不是肢體有問題，而是中樞神經受到損傷導致肢體無法受到控制。而通過康復訓練能夠重建肢體和中樞神經之間的聯(lián)系，刺激腦部損傷部位康復，實現(xiàn)肢體的有效控制。中風、脊髓損傷引起的運動障礙，都需要使用康復器械進行訓練。我國中風致殘率高達75%，而在西方國家，因為良好的康復治療，中風殘障率只有30%。

　　康復醫(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、關節(jié)炎、心腦血管病和呼吸系統(tǒng)疾病為康復治療的主要病種，隨著我國老齡化程度的加深，截至 2011年底全國60歲以上老年人口達到約1.9億，其中需要康復服務的約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查，2010年末我國殘疾人已達到 8502萬人，其中5000多萬人有康復需求；

　　三是慢性病患者、亞健康人群需要康復治療，預計至2030年，我國慢性病患病率將高達65.7%，其中80%的慢性病患者需要康復治療。

　　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)生服務調查數(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)率病種本身的康復需求加上慢性病致殘帶來的需求，將持續(xù)擴容康復醫(yī)療行業(yè)需求空間。

　　傳統(tǒng)的康復療法是由康復治療師針對患者的病情進行針灸等康復治療，治愈率低，效果難以控制。康復機器人的出現(xiàn)能夠提高康復效果，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，也增加了中風及其他腦血管疾病的患病幾率，康復機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)在的康復治療水平已經不能夠滿足民眾需求。所以，康復機器人行業(yè)的發(fā)展有非常大的空間。

   康復機器人的發(fā)展

  最早實現(xiàn)商業(yè)化的康復機器人是由英國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機器人除了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到的地方。

  目前國外的康復機構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/懸掛式康復機器人。牽引式/懸掛式康復機器人的分類尚未有通用的標準。按照針對的肢體部分不同，主要可分為牽引式上肢康復機器人、牽引式下肢康復機器人和懸掛式下肢康復機器人。

  而目前最先進的康復機器人則是可穿戴外骨骼機器人。它基于仿生原理進行設計，結合人體工程學，可以穿戴于患肢。每個關節(jié)上都對應有單獨的驅動裝置，患者佩戴后可以確保機器人的運動模式和人體自由度同軸，可以實現(xiàn)更有效的康復訓練。代表性產品有以色列公司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。

  目前已經上市或者正在研發(fā)的外骨骼機器人，大多數(shù)設計相當復雜，使用也不太方便。因為它必須使用大量的機械結構、電氣設備和供電系統(tǒng)，才能支撐起患者的重量，輔助患者前進。今年二月，來自歐洲的一個跨領域國際研究團隊開始研發(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)項目，預計在2019年之前推出產品原型。

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

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

　　國外康復機器人龍頭

　　ReWalk Robotics

　　以色列外骨骼系統(tǒng)提供商ReWalk Robotics于2014年9月在納斯達克上市。該公司制造可穿戴外骨骼動力設備，幫助腰部以下癱瘓者重獲行動能力，ReWalk于2012年獲得歐盟認證，進入歐洲市場，2014年6月ReWalk的外骨骼產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 批準的外骨骼產品。

　　公司旗下共有兩款產品，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，為癱瘓患者提供物理治療方式，包括減緩癱瘓導致的肢體疼痛、肌肉痙攣、幫助腸道消化系統(tǒng)、加速新陳代謝等；中風和腦癱患者也是ReWalk未來的目標人群。

　　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)高端康復治療與訓練產品。作為國際知名的醫(yī)療康復機器人公司，其醫(yī)療康復機器人在人體工程學、電子傳感器、計算機軟硬件和人工智能等眾多方面具備先進技術。

　　該公司主要提供四款康復機器人產品：

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

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

　　Erigo：是一款集成的傾斜機器人系統(tǒng)，用于長期臥床病人的早期神經康復訓練。

　　Valedo系列：用于背部疼痛治療，包括Valedoshape、Valedomotion和Valedo三款產品，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。該公司是應用機器外骨骼提高人類運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就與伯克利大學等世界級研究院形成了伙伴關系，從國防部獲得了科研經費并獲得美國洛克希德馬丁公司的專利技術。

　　Ekso Bionics是一款外骨骼機器人，該產品利用仿生原理，使下肢癱瘓的個人站起來，并借由重量支撐及其四點相互補償?shù)牟椒ピ诘孛嫘凶摺Ｐ凶叩倪_成是通過用戶向前的重量移動來啟動步行，電池供電的馬達驅動雙腿并代替神經肌肉的功能。

　　Cyberdyne

　　Cyberdyne是一家專注于外骨骼康復機器人的日本公司。Cyberdyne將山海嘉之教授以及他在筑波大學實驗室的發(fā)明加以商業(yè)化。該公司的產品屬于混合輔助肢體，目前已經開發(fā)出了輔助下肢和機器人手臂。

　　Cyberdyne最吸引人的地方是意念控制。人體神經系統(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、助理型與操作型機器人的非上市公司。該公司的產品是價格實惠的機器義肢手臂。Open Bionics機器手與人手的重量相同，通過醫(yī)用電極與手臂肌肉相連。當手臂肌肉收縮后，肌膚表面會有電子信號。感應器獲取這種信號，然后將其傳遞給機械手。

　　國內康復機器人

　　璟和技創(chuàng)

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

　　安陽神方

　　安陽神方康復機器人有限公司研發(fā)的上肢康復機器人正式通過醫(yī)療器械市場準入審查，是國內康復機器人行業(yè)首家應用于臨床、取得醫(yī)療器械注冊證的產品。它的上市將打破國內上肢康復機器人依賴進口產品的局面。

　　金明精機

　　金明精機與清華大學機械工程系成立聯(lián)合研究中心，開展對神經康復機器人的研究。與國外同類技術相比，清華大學季林紅團隊研制的神經康復機器人已具備國際領先水平，尤其在將反饋控制技術應用于臨床的訓練模式以及對緩解痙攣等康復治療等技術方面。

　　迪馬股份

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

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關鍵字：醫(yī)療機器人

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

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