康复辅具研发小有成效,但与国际相比仍有不足

  • 2019-02-27
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康复辅具的研发融汇了现代医学和现代工程科技,是多学科汇聚的领域,譬如各种新型材料在矫形器、假肢、轮椅方面的应用和各种脑机接口技术、大数据、语言的识别、神经工程技术在人的情感交互中的应用等。本文重点介绍国内外辅具制作技术的差距、研发成果和国内研发存在的问题。

  摘要:康复辅具的研发融汇了现代医学和现代工程科技,是多学科汇聚的领域,譬如各种新型材料在矫形器、假肢、轮椅方面的应用和各种脑机接口技术、大数据、语言的识别、神经工程技术在人的情感交互中的应用等。本文重点介绍国内外辅具制作技术的差距、研发成果和国内研发存在的问题。

  近年来,国家高度重视康复辅助用具领域的发展,在中高端康复辅具产品的研发上给予了大量的优惠政策和财政专项资金支持,许多科研院所和高校都投入到该领域的研究,并取得了大量的研究成果,但这些成果对于发达国家的产品来说并无竞争优势。

  康复辅具制作技术仍与国际存有差距

  以假肢、矫形器为例,上世纪90年代,发达国家已进入假肢、矫形器专用CAD/CAM的应用阶段,而国内目前基本上仍处于手工制作阶段。

  国内目前制作假肢和矫形器仍以手工为主,需要经过专业制作师经测量、取型、修型、接受腔成型和打磨等过程,因为康复辅具因人而异,所以不能量化生产,手工制作工艺复杂、耗时长等问题,严重的制约了康复辅具的产业发展,无论是从产品的数量和质量来讲,都还远远不能满足市场的需要。

  发达国家的辅具制作运用计算机辅助设计(CAD)和制造(CAM)系统。在进行数字化扫描获得数据模型后,经过CAD的设计和修型,能够快速应用计算机辅助制造平台加工出定制化的矫形辅具产品。

  国内外康复辅助器具的最新成果

  世界上生产康复辅具技术水平较高的地区有以色列、美国和日本等发达国家。其中以色列的 ReoGo上肢康复机器人已获FDA认证,并在全世界300多个康复中心得到广泛使用,拥有集传感技术、生物反馈技术和人机交互技术于一体的ReoGo上肢康复机器人不仅提供了上肢运动障碍的早期功能性的被动-助动-主动模式的康复训练,同时,其独有的5级运动模式和感统训练方法对患者的脑中枢神经系统的重塑起着革命性的影响。美国哈佛大学在2018年推出其明星产品—Warrior Web外骨骼机器人,非常的轻便,通过为传递者提供下肢肌肉平行助力来增强其运动机能,为患者提供助力的康复辅具。最早的是日本Cyberdyne公司推出的HAL,FDA已批其用于医疗复健领域。该产品在探测到皮肤表面非常微弱的信号后,通过动力装置控制外骨骼的移动,增强穿戴者运动的力量强度和稳定性,帮助下肢残疾的患者更好的行走。

  国内方面具有代表性地是由大艾机器人公司研发制造是中国首个CFDA认证的下肢外骨骼机器人,可以带动和支持下肢运动障碍的患者以自然行走步态、真实行走方式进行康复训练。以多关节、多速度、多自由度的模式,为下肢功能障碍患者提供主和被动结合的康复训练,可高效促进下肢运动功能障碍患者的康复过程。

  在2018年康复辅助器具产业创新大会中,国内企业和院校分别展出先进的康复辅助器具,这些样机产品基本代表了国内的康复辅具技术水平,详情见表1。

表1 国内康复辅具研发情况

(资料来源:公开资料整理)

  在上述国内外产品的比较中可以得出,国产辅具产品的作用重点还是在于基础单一的康复动作训练,而以色列的康复辅具产品除了多功能训练模式外,更具备智能化的特色,这也是我国未来康复辅具重点发展的方向之一。

  我国康复辅助器具存在的问题

  与发达国家相比,我国的康复辅助器具技术发展相对迟缓,高端的辅助器具目前仍以学术研究为主,虽然取得了一些高水平的成果,但很多研究成果只有样机,并未实现产业化和推广应用。这也是由于高校和科研院所自身转化能力较弱,成果转化资金投入少的原因。

  美国和日本在康复辅具的研究上起步较早,研究成果和专利也更为丰富。尤其在动力系统方面,不仅出现了电力驱动、液压驱动甚至是气动等多种方案,这三种方案适用于不同的产品。而且发达国家不存在成果转化困难的问题。

  康复辅具的研发应宏观考虑人、产品、环境三者之间的关系,关键点是“以人为中心”的理论支撑。将人-机-环境系统的效能最优化作为主要目标,在设计过程中科学的考虑人生理、心理等因素以及人机环境的相互关系,保证人在使用产品过程中的安全、健康、舒适和工作的高效。

  总结

  综上所述,虽然国内出现了一大批智能假肢、护理机器人、智能化康复训练设备等高科技研发成果,但是与国际水平相比明显存在差异。功能上勉强达到国际水平的产品,大多是处于样机阶段,并没有实现产业化和推广应用。所以,我们还是要学习国外先进的技术水平,开发出具有我国特色的先进化产品,引领康复辅具市场,通过科技的力量减轻家庭的负担,引导康复辅具产业健康发展。


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