专利技术助截瘫患者站起来,走起来

2019-11-21 11:09

本文来源:中国知识产权报
记者:刘仁 实习记者:许月

空空近日,在第二十二届中国北京国际科技产业博览会(下称科博会)上,一台外型酷似人类下肢的机器人吸引了许多参观者驻足体验。“这款双足型外骨骼康复机器人不但可以进行康复训练,还可以帮助截瘫、偏瘫等行动障碍者实现重新站立、行走的梦想。”北京大艾机器人科技有限公司(下称大艾机器人)的讲解员向参观者介绍道。


空空目前,康复机构配备的以多自由度的牵引式、悬挂式康复机器人为主,但近年来穿戴式康复机器人即外骨骼机器人发展迅速。在美国 Ekso、以色列 Rewalk、瑞士 Hocoma 等知名品牌之后,2016年成立的大艾机器人通过自主研发,设计制造了中国首台获批上市的外骨骼康复机器人,成为将外骨骼应用在康复领域的国产品牌引领者。

高校专利成功转化


空空外骨骼的本来含意是指动物的外部骨骼,用于支撑或保护体内组织或器官。最早的外骨骼机器人应用在军事领域,2000年美国国防部为了增强士兵体能、提高单兵作战能力,提出了“外骨骼机器人”的概念。随着医疗领域的需求出现,外骨骼机器人被应用到了医学康复领域。


空空外骨骼康复机器人是融合了传感、控制、移动计算以及生物医学等多学科的综合技术。大艾机器人创始人兼 CEO 帅梅深厚的科研背景为公司的发展奠定了坚实基础。帅梅是北京航空航天大学生物医学工程学院教授、清华大学博士后,曾担任科技部“十二五”支撑计划数字医疗项目、国家自然科学基金项目、北京重大科技项目等多个重大项目负责人。


空空脱胎于高校成果,发轫于专利技术,大艾机器人从一起步就是走自主创新之路。“2012年,我们团队与积水潭医院共同实验研发出第一代外骨骼机器人。为了根据不同病理实现相应的康复功能,我们采取边研发边试验的方式,终于在 2014年制作出了第一台原型机。2015年末,团队研发出一款双下肢式外骨骼康复机器人,并推向市场,经过大量临床实验,这款产品获得不错的反馈。”帅梅向本报记者介绍,2013年她的团队就提交了“穿戴式下肢外骨骼康复机器人”发明专利申请。2016年4月,为了实现高校成果转化以及规模化运作,大艾机器人得以成立,并在北京航空航天大学的支持下,受让了两件外骨骼机器人核心专利。


持续研发创新产品


空空大艾机器人市场部总监夏文磊告诉记者,与大艾机器人同期成立的外骨骼康复机器人企业还有四五家,但目前有的企业已经因为技术门槛过高开始转型。大艾机器人坚持在外骨骼康复训练机器人方向上研发,并首次成功开发了“艾康 AiWalker”和“艾动 AiLegs”两款外骨骼康复机器人。2018年6月26日,上述两款产品获得原国家食品药品监督管理局(CFDA) 的注册认证,获准上市。


空空帅梅介绍,大艾机器人在适用于各种下肢运动功能障碍的仿人行走步态规划方法、人机交互及生物力学兼容的仿真结构设计、快速适配的模块化机械设计方面都进行了大量创新和相关专利布局。比如在步态研究方面,为了研发出更符合人体工学的外骨骼机器人,大艾机器人的工程师们采集了300多个正常人的运动姿态数据,根据人在行走时髋关节、膝关节以及踝关节的变化角度,让机器人可以模拟出人类慢速、中速、快速行走的几种典型特征,帮助下肢运动功能障碍者重新学习走路。


空空夏文磊介绍,“艾康 AiWalker”与 “艾动 AiLegs”两款机器人均适用下肢运动功能障碍或失能人群的站立行走恢复训练,且在康复训练上可以相互协调配合,改善十大身体机能,最终改善患者生活自理能力。”夏文磊表示,目前大艾机器人在这两款机器人的基础上进行了改进,分别针对脑部损伤、脊柱损伤、小脑损伤、肌肉萎缩以及儿童康复等不同康复场景的需要,衍生出了五种不同型号的机器人,以拉开产品线,更好地适应不同患者的需求。同时,大艾机器人正在研发价格在10万元以内的居家产品线,方便患者在医院以外的场所进行康复。


空空除上述产品之外,大艾机器人还有三款系统予以支撑,分别为步态检测分析系统、动态足底压力检测分析系统以及智能病案收集系统。相比于其他外骨骼机器人,大艾机器人除了真实步态辅助行走外,还增加了多进程、多模式的康复训练功能进行步态矫正,能够为因脊髓损伤、脑损伤、骨折术后、人工关节置换、脑肿瘤术后等原因造成的下肢运动功能障碍的患者提供贯穿整个康复过程的评估、诊断、训练等所需的装备与系统。


专利保护助力发展


空空“外骨骼康复机器人已经走过了概念普及的阶段,临床试验证明它能帮助截瘫患者、脑瘫患者不同程度地恢复运动机能,这一市场将快速发展,也会面临更激烈的竞争。”夏文磊介绍,在一次机器人展会上,公司发现已有企业开始抄袭大艾外骨骼机器人的产品。


空空幸运的是,大艾机器人一开始就把知识产权保护放到了非常重要的位置。“我们不仅全面保护自身的创新成果(既对控制系统机构和器械结构从方法上进行保护,也对实用新型和外观设计进行保护),还及时监测各种侵权行为,并择机采取相应措施。”帅梅坦陈,这一经验完全来自于自己创业十余年的前车之鉴。


空空2010 年前后,帅梅创立了一个移动医疗公司,开发基于 IPAD 的移动医生站和基于 ITOUCH 的移动护士站,由于理念和技术的开创性,公司在行业内拥有相当的知名度。但当时他们不懂知识产权的重要性,更不懂得如何对软件的知识产权进行全面保护。后来公司产品被大公司模仿抄袭,在知识产权方面吃了不少亏。


空空这次发现外骨胳康复机器人被抄袭后,帅梅虽然知道“自己研发的技术光抄外形是抄不走的”,但她还是立即联系了律师进行取证,发送了律师函, 以备在时机合适的时候起诉。“健全以公平为原则的产权保护制度,建立知识产权侵权惩罚性赔偿制度,加强企业商业秘密保护。”在采访中,帅梅滑动手机念起了十九届四中全会公报中的这段话。她希望:“随着国内知识产权的大环境越来越好,越来越多的人能够重视原创,重视知识产权,为创新发明专利营造一个更加安全、纯粹的发展空间 。