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基于马奔跑仿生灵感,奕然康复开发新型无源下肢康复外骨骼设备

作者: 李汶芸 2022-10-12 08:00
奕然康复
http://www.mykickstart.com.cn/
企业数据由 动脉橙 提供支持
普及型、 可穿戴外骨骼康复运动设备研发商 | 未公开 | 运营中
中国-上海
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踏飞燕、龙马精神、一平川万马奔腾、快马加鞭、马到成功在中国文化中,有很多赞美马这样一种有灵性动物的成语和诗句。作为大自然百万年来进化的杰作,马是动物界中最善于奔跑的动物。草原上自由驰骋的马儿,或是战场上将军们的坐骑、长途驿站之间的交通工具。它赋予人类战胜敌人、战胜自我的力量,是进取向上的民族精神的象征。

 

“当看到病人自己穿戴设备,站起,并成功迈出第一步时,我很兴奋,这是我第一次看到一台不需要外部动力的轻便外骨骼设备,却起到了当时国内价值百万的康复机器人的作用!我脑子里第一时间浮现出千千万万个脑中风患者在家中、在社区穿戴Kickstart®下肢外骨骼自由行走和生活的场景。帮助患者康复并大大提升生活品质,这是我们医疗行业从业者的初心,而这同时也顺应了国家‘让康复走向社区’的理念和政策。”吴钧博士说道。

 

五年以后,吴博士的脑海中仍能清晰地回忆起自己在西雅图某康复诊所第一次看到一位神经损伤患者在Kickstart®的帮助下慢慢站立直至自主行走起来后那眼神里绽放出的惊喜和动容!身为在医疗行业浸润近20年的资深投资人、同时也是美国哥伦比亚大学医学院神经生物学博士,吴博士一直在跟踪神经康复领域的新进展,霎时间对这样这台没有电机,基于仿生学原理设计的新型外骨骼康复助行器产生了浓厚的兴趣,并从中嗅到了商机。

 

自20世纪末成为老年型人口的国家以来,我国老年人口数量和占总人口的比重持续增长,2000年至2018年,60岁及以上老年人口从1.26亿人增加到2.49亿人,老年人口占总人口的比重从10.2%上升至17.9%。伴随着老龄化程度持续加深,老年人整体健康状况不容乐观,患有一种及以上慢性病的比例高达75%。失能、部分失能老年人约4000万,主要原因有脑中风、认知障碍、伴随着高龄的身心衰弱、关节疾患以及跌倒、骨折等。平均来看,1个失能和半失能老人需要 2-3 名家庭成员照料,成为家庭和社会的沉重负担。

 

据统计,中国每年新发脑卒中患者超200万人,脑卒中幸存者中75%不同程度地丧失劳动能力,40%重残。循证医学证实,卒中康复是降低致残率最有效的方法。康复治疗可以最大限度地恢复功能障碍,提升老年群体、残疾群体生活质量,提升患者自信心和自理能力,早日帮助患者融入社会生活。未来,在人口老龄化加剧、慢病发病率上升的背景下,居民健康消费需求升级及国家政策红利等多种因素的驱动下,中国康复医疗服务需求群体不断扩大,带动康复医疗器械行业发展。

 

可穿戴外骨骼康复机器人属于医疗机器人领域的分支,在近30多年取得了巨大的进步,尤其是在神经康复领域。目前市场上代表性的有以色ReWalk Robotics,日本Cyberdyne、美国 Ekso Bionics、加拿大 Keeogo等。下肢外骨骼机器人可以帮助因脑卒中或脊髓损伤导致丧失行走能力的患者,使其获得行走,坐起,爬楼梯的能力,从而减轻照顾者的护理负担,提高患者的生活质量。但是它们往往缺乏有效性的科学证据,较高的经济成本和较低的用户友好度, 这些极大地限制了机器人外骨骼在社区和家庭使用,整体采用率仍然很低。因此,脑卒中患者对于轻巧,容易穿戴,对用户友好且低成本的技术帮助步行训练有很大的需求。

 

基于开发一款普及型外骨骼步态训练设备的想法,吴博士和鲲鹏医疗天使合伙人,一个由十几名医疗行业资深投资人、创业家和全球500强企业核心高管组成的天使投资俱乐部,一起交流并且得到了大家一致的支持。2018年,由吴钧博士发起,鲲鹏医疗孵化成立了上海奕然康复器械有限公司(后称“奕然康复”),致力于为各大康复医院、科室、社区康复中心和广大居家治疗的患者提供新型便捷的智能康复治疗方案。

 

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仿生设计、主动训练,注重循证医学和临床数据收集


自古以来人类一直在向大自然学习,通过模仿生物体的特殊本领,利用生物的结构和功能原理来研制新的设备、工具和技术。美国克利夫兰医学中心的van den Bogert教授对于马等善于奔跑动物的研究发现,其后肢有强大的肌腱单元跨越多个关节,通过弹性势能提供奔跑所需的能量。在同等体重条件下,马奔跑所需能量转化效率是人的两倍。通过模拟马后肢的肌腱单元,Exotendon®可以在没有外源动力的情况下,有效提高外骨骼的助力效果。

 

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通过合作获得Exotendon®核心专利,奕然康复经过四年的研发,成功推出适合亚洲人体型特征的新型无源可穿戴下肢外骨骼步行辅助系统——奕行®KS120,KS160和KS180产品系列,是国内领先的无源下肢外骨骼助行设备。核心外骨骼肌腱专利技术作用机制的灵感来自马后肢的解剖特征,作用类似于人工肌腱,在步态周期的站立相储存弹性势能并提供支撑与控制,在摆动相释放能量并提供助力,可以弥补肌力不足,从而帮助患者提高行走效率。该设备还可以通过规范下肢步行运动轨迹,自然促进骨盆、髋、膝、踝多关节联动,矫正步态。

 

该产品适用于因神经系统疾病导致的下肢运动及步行功能障碍(如脑卒中、脑瘫、多发性硬化症、不完全脊髓损伤等疾病)的患者,提供支撑、助动和矫形等功能。据了解,单是脑卒中患者,就有1500万人,已占我国60岁及以上老年人口的6%,市场容量巨大。另外我国脊髓损伤病人超过400万,14岁以下脑瘫患儿也超过500万。

 

自成立以来,奕行®外骨骼下肢康复训练系统先后推出了“医院版” 、“家庭版” ,今年更是推出了针对小儿脑瘫患者的“儿童版”,属于行业首创。其中医院版本适合在康复医院和社区中心使用,可用于多个病人的康复训练,并且结合康复师的训练计划,提高和加速病患的步行功能恢复;家庭版根据个人身高腿长定制,可用于居家康复训练和日常行走辅助,帮助患者走出家庭,走入社区,融入正常社区生活;儿童版主要针对小儿脑瘫患者,帮助患儿康复锻炼,激活中枢可塑性,锻炼激励,固化固态模式,陪伴患儿成长。

 

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与动辄数十斤、价格昂贵的有源外骨骼机器人相比,该产品没有复杂的电机和控制系统,为纯机械构造,基于弹性势能提供助动,产品重量轻、易于佩戴、舒适度更高,维护简便、经济成本更低,使用场景丰富。并且,没有了外界电刺激式的被动训练,无源的设备更能激发患者主动训练,强化外周深浅感觉输出刺激,从而促使下运动神经元损伤患者的神经控制机制重建,最终改善患者肢体运动功能,恢复步行能力。

 

临床上,奕行®下肢康复运动器取得了颇有成效的干预成果。在上海同济大学附属养志康复医院,医生及康复师监测了多名脑卒中住院患者在使用/不使用该设备下的各类数据与功能指标对比。发现患者的平衡能力、行走效率、三维步态分析等多种数据均有显著的对照差异性。脑卒中后偏瘫病人在试用奕行®下肢康复运动器之后,总体满意度达到91%。这项研究结果已经在 Journal of Neuroengineering and Rehabilitation 杂志上发表。

 

“我们的产品除了在外骨骼和人工肌腱设计上拥有核心技术壁垒,与其他产品相比,我们从第一天起,就非常注重循证医学和临床数据的收集。”奕然康复联合创始人和总经理管琦女士告诉动脉网。公司的研发团队对产品有着严格的审核标准,每一款产品在上市前,都会招募患者进行“百万步测试”,以挖掘设备潜在的风险点并进行优化。

 

“虽然几大系列的设备在外观上看起来好像相差不大,但实际上我们已经做过十几代的更新优化。面对患者,我们一直精益求精,力求产品的安全性、可靠性和舒适性。”管总强调。

 

入选政府社区租赁试点项目,下沉社区居家场景

 

奕然康复不忘惠及千千万万普通中风偏瘫患者的初心。对比有源(电力驱动)的外骨骼机器人,奕然康复的设备售价只有其几十分之一,甚至百分之一。在保证康复有效性的同时最大程度减轻患者家庭负担。

 

2021年4月,奕然康复的奕行®家庭款入选由民政部、发改委、财政部、中国残联四部委发起的《上海市康复辅具社区租赁服务(试点)产品目录(2021版)》的指定产品。

 

值得一提的是,全国仅有52件产品入选本次目录,而奕然康复的奕行®是其中唯一一款下肢助行辅助训练产品,从而让“奢侈”的外骨骼下肢机器人“飞进寻常百姓家”,成为国内惠及民生的民政项目。

 

在康复理念上,奕行康复倡导积极康复,希望用户走着就能练,鼓励用户走出家庭、走下楼梯、走进社区,重返生活,积极面对人生。

 

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向海外市场疾进,进入商业爆发期

 

秉持着患者为先的初心与严苛的品控要求,潜心耕耘数年的奕然康复在2020年开始在国内的各大比赛中大放异彩:

 

  • 2021年5月,奕然康复荣获“中国康复机器人年度最具发展潜力企业奖”;

  • 2021年6月,奕然康复在第九届中国老年福祉大赛中获得铜奖;

  • 2021年10月,奕然康复荣获第十届中国创新创业大赛优秀企业奖;

  • 2021年11月,奕然康复获得首届全球科大人创新创业大赛上海赛区总决赛二等奖;

  • 2022年9月,奕然康复获得科大讯飞AI开发者大赛康复机器人赛道冠军。

 

商业化方面,奕然康复秉持国内国外双轮驱动的市场策略。

 

国内市场方面,奕然康复与福寿康、国药康养等数家全国性大型连锁康复护理机构建立战略合作,并覆盖全国上百家康复医院,累计服务近万名患者。据管总介绍,奕然康复将围绕北上广深4个重点市场建立直销团队,其他省市的医院端则主要依托各地代理商拓展。

 

在出口方面,奕然康复的产品已获得中国台湾、中国香港,马来西亚和新加坡等市场准入。其中在中国台湾已经获得辅具辅助项目批准,在中国香港正在进入乐龄署创新康复设备审批。此外公司还与马来西亚吉隆坡最大的康复训练中心Perkeso达成战略合作,以此打响公司进军东南亚市场的第一枪。

 

谈及未来,管总表示,未来的下肢康复器械一定会朝着智能化的方向演变,对此,奕然康复也正在着手智能步态分析系统的技术和产品开发。据悉,该产品将与奕行系列产品搭配使用,收集用户日常训练所产生的数据,并通过AI整合数据,在手机APP上形成智能报告,辅助患者和医生及时了解、调整训练情况。智能辅具的应用将为患者远程康复提供可能, 帮助神经损伤患者功能重建,减轻残疾,推动实现人人享有康复服务。

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注:文中如果涉及企业数据,均由受访者向分析师提供并确认。
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李汶芸

为中国医健产业操碎了心,微信:kokopellii

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