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一、产品名称
悠然URA床边康复外骨骼机器人
二、产品领先性/创新性
具备示教功能的病床下肢康复设备
三、产品介绍
悠然URA系列床边康复外骨骼机器人是一款专为下肢关节置换术后及运动功能障碍患者设计的智能康复设备。该产品突破传统康复模式,通过床旁精准康复介入,帮助无法下地活动的患者在术后黄金期开展科学训练,有效解决关节僵硬、肌肉萎缩、血液循环不良等术后并发症,助力90%以上患者重获行走能力与生活自理水平。
产品核心技术聚焦三大维度:其一,基于人体工学研发的仿生关节对位系统,通过智能调节髋、膝、踝三关节运动轨迹,精准复现步行、韧带拉伸等复合训练动作,以每分钟40-60次的高频运动刺激神经肌肉系统,促进组织修复;其二,创新柔性人机交互技术,实时监测设备与人体间的交互力矩,动态调节运动参数及阻力阈值,确保训练过程零损伤风险,实现"刚柔并济"的康复体验;其三,搭载数字化康复管理系统,可实时记录关节活动度、肌力数据等20余项参数,生成可视化报告供医师动态调整方案,使康复进程具备可量化、可追踪的科学依据。
针对全球每年超200万例关节置换患者的刚性需求,该设备填补了术后早期康复的行业空白。临床数据显示,术后2周内使用URA进行每天30分钟训练,患者关节活动度恢复速度提升50%,住院周期平均缩短3-5天。独创的床边适配设计支持平卧/半卧位多场景训练,其模块化结构可快速适配不同体型患者,3分钟即可完成穿戴调试。目前该产品已在国内50余家三甲医院临床应用,成为骨科加速康复(ERAS)体系的重要技术支撑,帮助数万患者以更短周期、更低成本重归正常生活。
四、产品创新性
作为多关节联动式卧式康复的智能设备,悠然URA系列通过五大核心技术突破,在医疗机器人领域实现了从机械结构设计到临床治疗路径的全链条创新,目前已获得21项发明专利及13项实用新型专利认证。
传统CPM单关节训练器仅能进行单一维度运动,而URA系统首创"三轴六自由度"仿生关节架构,通过髋-膝-踝复合联动机制模拟真实步态相位。其核心关节模组采用高精度谐波减速器与自研150N.m高扭矩电机的耦合设计,突破性地在0.1-5rpm超低速区间实现±0.5°的轨迹控制精度,相比传统工业关节模组能耗降低40%。临床数据显示,该结构可使下肢肌群激活效率提升72%,关节活动度恢复速度较传统方法快3倍。
系统集成7类32个生物力学传感器,包括肌电信号检测模块和六维力位混合传感器阵列,首创"阻抗自适应控制算法"。在训练过程中实时采集肌张力、关节力矩、运动轨迹偏移量等18项参数,通过边缘计算实现10ms级动态响应。当检测到肌张力异常升高时,系统可在50ms内完成运动轨迹修正,痉挛预防准确率达98.6%。这种动态交互机制彻底改变了传统设备单向输出的缺陷,使康复过程具备生物反馈特性。
基于深度学习算法开发的智能体型识别系统,采用TOF三维扫描与压力分布矩阵融合技术,3秒内完成患者体型建模,自动调节支具长度(适配150-190cm身高)和关节旋转中心。其模块化连接结构支持10种组合模式,满足从偏瘫患者到全髋置换术后的差异化需求。对比传统手动调节方式,穿戴时间由15分钟缩减至3分钟,医护人员操作效率提升80%。
设备搭载的5种训练模式形成阶梯式康复体系:早期采用0.1Hz超低频被动模式预防关节粘连;中期通过等速肌力训练,建立神经肌肉控制;后期转入主动抗阻模式增强肌力。临床研究表明,术后3天内介入URA训练可使关节积液吸收速度加快40%,术后2周膝关节屈曲角度平均达95°,较常规康复组提升55%。
传统床边康复需3名治疗师协同操作,URA系统通过自动化训练使人力需求降低70%。单台设备日服务量达15-20人次,较传统方法提升4倍。在南京鼓楼医院的临床应用中,全膝关节置换患者平均住院周期由14天缩短至9天,直接医疗成本降低32%。设备创造的ERAS(加速康复外科)价值已获中华医学会骨科分会认证,纳入《关节置换术后康复专家共识》推荐方案。
五、临床与应用价值
在骨科与神经康复领域,全球每年有超过500万例髋/膝关节置换手术及1200万脑卒中患者面临下肢功能障碍,其中我国相关患者群体占比超30%。临床实践显示,术后72小时至2周的早期康复窗口期直接影响患者功能恢复水平:传统方案因设备限制导致介入延迟,约68%患者出现关节粘连、肌肉萎缩等并发症。
设备采用折叠式机身设计,宽度≤60cm可自由进出标准病房,实现术后24小时介入。在南京大学医学院附属鼓楼医院的临床研究中,全膝关节置换患者术后当天即开展训练,住院周期由14天缩短至9天,深静脉血栓发生率下降76%;基于多体动力学模型构建的智能对位系统,通过压力传感阵列实现毫米级关节旋转中心匹配。临床数据显示,相比传统CPM训练,该系统使髋关节活动度恢复速度提升2.3倍,步态周期相位误差控制在5%以内;独创的"数字治疗师"模式可学习记录康复治疗师手法数据,通过力位混合控制算法实现操作标准化。在华山医院神经康复科的应用中,偏瘫患者Fugl-Meyer评分提升速度较传统人工训练提升41%,治疗师人力成本降低65%。
全球康复机器人市场正以23.4%的年复合增长率扩张,预计2025年达430亿美元规模。床边康复外骨骼作为细分领域,其核心驱动力来自三大结构性机遇:老龄化加速刚性需求:我国60岁以上人群骨关节炎患病率达50%,每年关节置换手术量以18%增速攀升。设备单台年服务量可达5000人次,投资回收期仅1.8年,较传统康复设备缩短60%。DRG/DIP支付方式下,骨科手术组费用包促使医院采购高效率设备。URA系统使单患者康复成本降低3200元,已被纳入12省市医保创新器械目录。在三级医院康复科,传统悬吊训练、CPM设备占比仍超75%。URA系统通过5G远程康复模块,实现三级诊疗网络覆盖,在河南医联体试点中,基层医院康复服务能力提升300%。
在3000例多中心临床试验中,该系统展现出多维度的临床价值,术后3天内介入训练可使关节粘连发生率从42%降至9%,肌肉横截面积损失率控制在8%以内(传统方案达25%)。内置生物力学评估系统可量化关节刚度系数(误差±0.15N·m/°)、肌肉激活时序(精度1ms),生成包含27项参数的数字孪生报告,诊断效率提升5倍。全髋置换患者术后6周Harris评分达89.5分,较对照组提升47%;脑卒中患者10米步行测试改善率达73%,步态对称指数从0.51提升至0.86;ICU获得性肌无力患者MRC评分提升2.3级,机械通气时间缩短38%。
六、发展潜力
悠然URA床边康复外骨骼机器人历经多代技术升级,完成从单一关节训练到多模态智能系统的跨越式发展,首创三轴六自由度联动设计,突破传统CPM单关节运动限制,实现髋-膝-踝复合步态模拟;集成32通道生物力学传感器阵列,实现肌电、力位、运动学多模态数据融合,动态响应速度达10ms级;开发自适应阻抗控制算法,使设备具备类治疗师触觉反馈能力,交互力矩调节精度达±0.1N·m;基于15万例临床数据构建AI预测模型,实现康复效果可视化预判;
悠然URA床边康复外骨骼机器人实现术后24小时黄金期介入,较传统方案提前5-7天;关节对位误差<1mm,步态轨迹复现精度达98.7%; 5种自适应训练模式覆盖全康复周期,肌力训练效率提升3倍;单台设备日服务量20人次,人力成本降低70%; 27项量化评估参数获中华医学会认证,纳入临床路径指南。
悠然URA床边康复外骨骼机器人持有68项核心专利,覆盖结构设计、控制算法等全技术链;在328例RCT研究中,术后6周关节活动度恢复速度较传统方法快2.5倍(P<0.01);该产品通过持续技术迭代,将康复医学推进至"量化-预测-个性化"的新阶段。
七、行业潜力
2024年,程天科技未公开发布新一轮的通融资进展,自2023年10月宣布宣布引入国际投资人Pappas Capital,同时得到老股东余杭国投的持续加注支持后,程天科技持续加速国际业务发展部署,并大幅增加在全球市场研发和营销等领域的人才引进与投入。而悠然URA床边康复外骨骼机器人也正式进入骨科康复市场,产品已获得浙江省二类医疗器械注册证并上市销售,2024年度,已实现销售订单额达 1000余万元。目前已进入超过70家康复助残机构及医院,在全国超75%的省级行政区应用,累计超6w人次残障人群使用。
2024年度,程天科技共入选6项行业榜单,收获6项产品大奖,其中悠然URA床边康复外骨骼机器人获2024美国缪斯设计金奖;在标准制定方面,悠然URA床边康复外骨骼机器人符合GB9706.1-2007《医用电气设备第1部分:安全通用要求》、GB24436-2009《康复训练器械安全通用要求》、YY0505-2012《医用电气设备第1-2部分:安全通用要求并列标准:电磁兼容要求和试验》、GB/T14710-2009《医用电器环境要求及试验方法》等标准。关键指标参数如最大承载人员重量、电池版本续航时间、髋关节运行角度范围、膝关节运行角度范围、膝关节最大运行角速度、髋关节最大运行角速度、大腿腿长可调范围、小腿腿长可调范围、设备高度可调范围、4G通信带宽各项指标均达到设计预期,并通过药监局二类医疗器械认证,产品满足相应国家标准要求。
程天科技
外骨骼机器人及其核心元器件研发商
获批时间 | 产品名称 | 产品类型 | 证件类型 |
|---|
2023-09-14 | 儿童外骨骼步行训练器 | 康复机器人 | 二类 |
2022-05-07 | 儿童用悬吊训练系统 | 康复治疗设备 | 一类 |
2022-04-27 | 下肢坐卧式康复训练器 | 康复机器人 | 二类 |
申请日期 | 专利名称 | 专利类型 | 状态 |
|---|
2023-03-23 | 远程视频通信方法、装置、系统、电子装置和存储介质 | 发明专利 | 公开 |
2023-03-23 | 远程控制方法、装置、系统、电子装置和存储介质 | 发明专利 | 公开 |
2023-03-16 | 防倾倒下肢外骨骼装置 | 发明专利 | 公开 |
程天科技
外骨骼机器人及其核心元器件研发商




