「當我無法像正常人一樣行走,日復一日,逐漸沒了耐心,也沒了生活希望。」一位因腦梗導致四肢無法正常運動的患者這樣說。近日,北美卒中康復學會宣布引進中國科學院蘇州醫工所研發成果——「康邁德遠程康復訓練與評估系統」。從「中國製造」,到「中國創新」,中國自主研發的康復醫療設備正走向世界。

智能仿生手、柔性外骨骼機器人、3D沉浸式智慧康復系統、康復機器人、便攜洗浴機......近年來,一批智能康復技術從「科幻式」走進「現在式」,幫助患者「延伸」肢體機能,送來健康生活的曙光。

高需求:抹去康復壓力陰影,智能康復技術需求廣闊

「系統支持智能量化康複評定,每個動作標準度、運動功能評分都非常清楚,個性化的情景互動訓練也非常有趣,在互動遊戲中就可以完成有效的康復訓練。」北美醫學聯合會專家委員會主任委員、加拿大及英國皇家學院院士關玉蓮體驗了康邁德遠程康復訓練與評估系統後連連稱嘆。

「失靈」的身軀,讓無數人飽受折磨。當前,腦卒中以高發病率、高死亡率、高致殘率的特點,已經成為全球第二大死亡原因和第三大致殘原因,每年新增腦卒中患者約1300萬人。此外,全世界每年有超過5000萬人患有腦外傷,預計到2030年,腦外傷引起的神經損傷仍將是神經疾病致殘的最重要原因。

「據統計,約70%~85%的腦卒中患者及腦外傷患者存在肢體運動功能障礙,嚴重影響其生活自理能力和生活質量,給社會和家庭帶來沉重的經濟負擔和精神壓力。」中國科學院蘇州醫工所研究員郭立泉告訴記者,對於經過急性期搶救的患者而言,及時有效的康復訓練,可以幫助患者恢復日常的運動能力,降低致殘率。然而,康復是一個長期的過程,患者出院後仍然需要堅持康復,出院患者依從性只有約三成。因此,出院患者的康復是目前臨床亟待解決的一大難題。

當康復的沉重壓力最終落到家庭,有什麼辦法可以讓患者長期穩定進行康復治療?郭立泉解釋,康複評定是康復治療中極其重要的組成部分,是評定患者康復病情、制定和優化康復治療方案的重要依據。然而,目前臨床上常採用量表評定的方法,存在耗時長、主觀性強、分級粗大以及「天花板效應」等缺陷。

精細化評估、個性化運動處方、遠程雲康復平台......針對臨床康復的痛點問題,郭立泉團隊研發了具有自主智慧財產權的康邁德遠程康復訓練與評估系統,與國內外同類產品和技術相比,系統技術優勢明顯。

「在康復新型技術產品研發過程中,市場需要主動找上門對接。」蘇州康邁德醫療科技有限公司總經理屈長平介紹,企業擁有對市場最靈敏的嗅覺,而科研機構擁有雄厚的研發實力,這就需要雙方建立緊密的產學研聯合體系,實現科技成果轉化和落地應用,康邁德遠程康復訓練與評估系統科技成果的轉化就是典型的案例。

通過「意念」控制外骨骼機械手,帶動癱瘓手部進行訓練。這看起來科幻感十足的技術,已經成為現實。近日,蘇州念及智能科技有限公司研發的大規模群體腦機接口在線交互系統首次亮相,全面展示了腦機接口基於未來網絡試驗設施(CENI)的重磅創新成果。

高難度:智能康復技術突破難度大,創新力要求高

社會需求、技術革新和人工智慧的融合極大地促進了醫療康復機器人的發展。醫療康復機器人已被多個國家列為戰略性新興產業,我國也正進一步大力開展醫療康復機器人的研發,推動該戰略新興產業的發展,以應對國民對健康服務的需求。

「目前全球康復領域都面臨著兩大難題,一是康複評定醫生數量較少,二是患者在康復的過程中缺乏有效的病情跟蹤和實時評判。」世界華人醫師協會長、北美醫學聯合會會長張恆志認為,患者如果不能客觀評判病情狀況,可能無法得到有效的康復療效。基於可穿戴技術、雲平台技術和人工智慧技術,康邁德遠程康復訓練與評估系統包括高精度可穿戴運動傳感設備、康復訓練與評估移動工作站、遠程康復雲平台及移動端APP,構建了完整的「醫院-社區-家庭」三級康復醫療服務體系,從而實現患者「零距離」的居家康復訓練及精細化的康複評定。

「目前,康復動作及標準度的精細評分、肢體運動功能量化評定及智能分期、康復效果動態預測及個性化處方推薦,以及遠程康復雲平台及社交康復網絡的構建,是系統具備的4項核心技術。」郭立泉介紹,基於可穿戴設備和機器學習的智能康複評定系統,在無醫生在場情況下可以進行準確、客觀、快速的康複評定,可有效解決康複評定的臨床痛點和出院患者的康復問題。

以腦機接口為代表的智能技術逐漸成為康復醫療提質升級的重要手段。在康復醫療應用中,腦機接口的技術功效主要為功能輔助、功能恢復和功能增強。賴艷介紹,腦機接口建立了一種人腦和外部設備間的直接信息傳輸通道。它將人腦的神經活動信號直接轉換成對外部設備的控制命令,信息傳輸不再依賴於傳統的外周神經和肌肉等傳出通道。通過對行為意圖的編碼和解碼,腦機接口在大腦和外部設備之間建立起一道直接溝通的橋樑,對於神經功能受損患者、肢體殘疾患者、語言功能障礙患者等群體來說有望帶來康復新可能。

「然而,在真實使用環境中,腦-機-腦的應用往往受到網絡的限制。藉助未來網絡試驗設施(CENI)確定性可控時延的特點。」賴艷告訴記者,念及科技構建了一套大規模群體腦機接口在線交互系統,實現了異地環境下多人同步在線交互的創新應用,這也是全球首個大型群體腦機接口系統。「目前,腦機接口實現了基於未來網絡試驗設施(CENI)的創新應用。隨著硬體、算法與網絡的進步,腦機接口技術也將克服重重困難,給更多患者帶去康復希望。」

新未來:新型康復技術加速跑,未來場景應用拓展不斷

養老事業的未來,就是人類的未來。康復輔具智能化升級,加大人工智慧、腦科學、虛擬實境、可穿戴等新技術集成應用,是我國老齡事業發展和養老體系建設的錨定未來。

2022年2月,國務院印發《「十四五」國家老齡事業發展和養老服務體系規劃》,強調加快人工智慧、腦科學、虛擬實境、可穿戴等新技術在健康促進類康復輔助器具中的集成應用,發展外骨骼康復訓練等康復輔助器具。

業內專家認為,當前,中國新型康復技術蓬勃發展,仍缺乏令世界矚目的硬核技術。且部分新技術在價格上仍居高不下,面臨難以普及推廣的難題。同時,政府政策的支持、人口老齡化趨勢以及科技創新的推動給新型康復技術帶來新活力。根據全球權威諮詢公司「沙利文」相關報告,中國康復機器人市場自2017年起步,2018年市場規模達到2.1億元,2018-2023年以57.5%的年複合增長率增長,2023年約達20.4億元。

醫院康復資源緊缺,社區醫院康復和家庭康復護理缺乏專業技術支持,新技術能否有效彌補這些痛點?國家重點研發計劃首席科學家、江蘇省康復醫學會遠程康復專業委員會主任委員周林福教授認為,中國康復醫療資源極其緊缺,人出院後康復需要醫院、社區、家庭三位一體的全方位照顧,因此遠程康復體系的建立和臨床應用填補了很多空白。

「實際上康邁德遠程康復訓練與評估系統不僅僅適用於腦卒中患者,對於腦外傷患者來說同樣適用,目前已有研究結果證實這一結論。」郭立泉表示,未來,康邁德遠程康復訓練與評估系統還將繼續拓展康複評定與訓練應用場景,並推動建立同質化、標準化和規範化的康復訓練與評定方法。同時,將與北美卒中康復學會及世界華人醫師協會、蘇州康邁德醫療器械有限公司等開展更加深入的產學研合作,打造國際級遠程康復平台,為全球腦卒中、腦外傷等患者提供優質康復服務。

能否讓患者獲得主動康復的信心,是目前許多業內專家探討的問題。一位患者家屬對此認為:「我們希望看到的是,在康復新技術的幫助下讓家中患者慢慢養成科學的康複習慣,重拾對生活的信心。」

新華日報·交匯點記者 程曉琳 蔡姝雯 張宣

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