“可穿戴医疗康复机器人论坛”纪要-康复机器人产业逐渐兴起

导读：以色列外骨骼系统提供商ReWalkRobotics(Nasdaq:RWLK)9月12日登陆纳斯达克，首日股价即飙升113.33%，一举成为美股市场中的亮点。我们及时组织了可穿戴医疗康复机器人论坛并邀请人工神经康复机器人系统神工一号项目负责人明东教授与投资者交流人工神经机器人系统这一全球医疗投资热点话题，论坛纪要整理如下。专家演讲部分一、康复机器人分为三个大类：第一大类是和感觉功能有关的康复机器人，比如人工视网膜、人工耳蜗；第二大类是和运动功能有关的康复机器人，狭义上来说，康复机器人百分之八十以上都集中在运动功能上；第三大类和感知语言功能恢复有关。今天重点了解与运动功能有关的康复机器人。二、中风高发病率带来康复医疗的巨大市场：中风、脊髓损伤会引起运动的障碍，其中从数量上来说，中风的影响比例最大。中风，又称脑卒中，是常见的脑神经损伤，发病率很高。中风又分为两种，出血性和缺血性即脑溢血和脑梗。我国脑卒中患病率1.82%，未来中风的发病比例上升会很快，而且年轻化趋势非常明显，发病率会很高，据预测2020年后中国的中风患者将呈现井喷式增长。由于近年来，饮食生活习惯发生巨大改变，国人中风发病率上升快，并且呈年轻化趋势。由于常规体检经常忽视颈部血管的检查，而颈部血管与脑部供血的关系非常重要，我国做颈部血管相关检查专家少，导致预警机制不够完善。美国脑卒中相关费用500亿美金，我国100亿人民币，并且完全集中在前期的治疗和药物上，中风病人存活时间非常长，期间需要不断投入，为保障身体健康和生活质量，这造就了康复的巨大市场。三、康复机器人逐渐投入市场：专业康复医院方面，人工康复效率低，并且投入非常高。近年来，机器人概念开始投入康复市场。运动康复机器人分为两大类型，一种是功能替代型：代表企业ReWalk，通过把机器人技术与康复训练连接，类似于外部穿着铠甲方式，让机器人通过预定设置的运动轨迹带动人体产生运动轨迹。这最早产生于美国国防部，慢慢从军事进入民用。在世界杯上亮相的脑控机械外骨骼，这种外设机器人优势在于产生的运动稳定性好，劣势在于是一种非常典型的被动训练，这种训练相当于用一个硬体和骨骼产生作用力，带动骨骼按照预定轨迹产生运动。与之相对比的是功能重建型：通过肌肉电刺激方式，让肌肉产生收缩，让肌肉带动骨骼产生运动。通过肌肉不断刺激兴奋，在人脑产生兴奋的基础，就有可能产生康复，这成为了后期做神工一号的一个出发点。四、神工一号作用机制：大脑是对侧控制的，大脑皮层上有主管肢体运动的特定部分。肢体控制发生命令的源头来自于大脑皮层的功能区，因此可以外置一些电极获取大脑信号。大脑的康复需要靠不断的想象，这与电刺激结合，在体外形成完整的人工信息通路，这个通路可以把意念信息解读出来，驱动安装在肢体表面的电极产生肌肉收缩，同时这个通路与体内本身的通路产生连通的效应，不断兴奋和激活，达到运动康复的效果。七月底，将该技术用于实际病例，并且效果显著，目前该技术得到国家授权专利四十多项。五、神工一号有望带动康复产业快速发展：随着神工一号的产生，也带动了整个人工神经康复机器人产业。从2000年以后，人工神经康复产业高速发展。由于生活模式的改变导致疾病的发生率高速上涨，同时中国进入老龄化社会，银发危机，老年病不断增加，同时老年人常规功能退化也可认为是一种疾病，针对他们的康复治疗，带来了相关产业的良好发展前景。与神工一号研究团队合作的除了中残联还有中国航天员中心。天宫二号中就有神工一号研究团队所做的工作，航天员在失重的环境下对于康复的需求同样非常大。Q&A部分Q1：如何评价功能替代和功能重建这两类机器人？A1：首先明确从功能替代到功能重建其中区别在于一种是被动的，一种是主动的，是典型的两代，并且这两代的意义是飞跃的。当然也不能说康复替代完全没有意义，要客观看待它的价值。未来很可能这两种技术合二为一。我们团队也在做这些工作，我的两个博士在哈佛医学院正在做脑电方面的工作，还有两个博士在英国重点做外骨骼机器人和神经重建的机器人如何结合。Q2：您怎么看日本在这方面也做了用意念机电方法康复修复？Q3：您的脑际交互讲的都是中风型患者，对于高位截瘫的患者有没有效？A3：一样的，没有问题。十几年前在香港大学医学院就做了一例高位截瘫的警察患者，之后做了很多脊椎损伤的病例。但脊椎损伤有一个问题在于损伤的部位不一样，中风的病源是血管系统引起的，脊椎损伤是神经断了，它一旦退化和损伤是很难逆转的，通过形态学连起来是根本行不通的，所以脊椎损伤很难通过外部的再重建促使它内部能够导通，它本身就是断的。另外脊椎损伤的病例相比于中风很少，只有少部分病理性，事故性会产生脊椎损伤。最重要的一点是从临床结果看中风是有康复可能的，所以我的研究结果转到了中风上。Q4：您之前比喻康复好比电话线断了我们进行修复，我们是通过什么方式进行修复的？A4：我们让它激活，这根线和脊椎损伤完全不同，很多人脑中风引起的神经损伤只是休眠性的，我们要做的就是唤醒它，通过反复的激活训练，内部电流也会越来越强。Q5：神工一号外观上看是怎么使用的？A5：可以理解成像帽子一样扣在头皮上就可以了，将来还可以通过3D打印技术做一个适体的帽子。Q6：信号是直接往肌肉里边传吗？A6：不是往肌肉里边传，是先到一个智能的终端，智能的终端进行信息的解码，解析之后会把命令传到肌肉中，刺激电极，电极会产生各种各样的模式，也就是各种各样的效果。Q7：您觉得神工一号离产业化还有多远的距离？主要的制约因素和后续要解决的一些问题是什么？A7：并不存在制约的问题。首先在临床上效果很好，用起来完全没有问题。只是工艺上需要做的更美观一些。从技术原理和关键技术上不存在制约，并且全部是有自主知识产权的。最终希望做一个国家标准，通过这款产品带动这个行业的规范化。之后要做的是临床案例的扩大，以及在之后的几代中将外骨骼整合进来等。Q8：这个产品最核心的是哪一部分？A8：信号的解析。每个使用者在做之前都有五到八分钟的测试，通过测试建立及时的密码本。通过建立一个终端，每时每刻通过接收的信息确定参数，建立一个模型，通过后期的训练就可以达到康复效果。

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