穿上轻量化智能外骨骼,绑上仿生肌肉模块,一名因脑卒中偏瘫数月难以正常行走的患者,在南昌大学第二附属医院康复科尝试重新迈出“健康步”……
日前,第十五届“挑战杯”江西省大学生创业计划竞赛决赛落幕。来自南昌大学临床医学专业本科生黄祚祯领衔的“乐动康健——基于人体自然步态的智能下肢康复外骨骼”(以下简称“乐动康健”)项目,斩获比赛生物医药与健康科技赛道金奖。
该项目研发的国产轻量化智能康复设备,直击国内脑卒中偏瘫患者康复痛点,凭借三大核心技术突破行业瓶颈,目前已在省内部分三甲医院开展临床试用,未来可为千万偏瘫患者带来平价康复新选择。
聚焦临床痛点开展创新研发
据介绍,我国是脑卒中高发大国,75%卒中患者出现偏瘫后症状,国内偏瘫患者总量超2800万。偏瘫患者普遍存在走路画圈、下肢僵硬代偿等问题,长期异常行走易诱发肌肉萎缩、下肢深静脉血栓,未干预人群血栓发病率超50%,对生命健康形成很大威胁。
“有数据显示,我国康复治疗师不足10万,优质康复资源供需不平衡,外骨骼机器人成为破解问题的关键。”南昌大学第二附属医院骨科主任医师、教授郝亮介绍。作为“乐动康健”项目团队第一指导老师,郝亮在智能下肢康复外骨骼领域深耕10年。他带领黄祚祯团队,紧盯骨骼肌肉疾病领域开展创新实践。
“我们团队成立于2023年秋,核心成员来自临床医学、医学影像、机械、计算机、工商管理等多学科专业。团队成立后走访省内多家三甲医院康复科,发放回收3000多份调研问卷,系统梳理传统外骨骼笨重、人机适配差、交互生硬、康复效率低等痛点。”黄祚祯告诉记者,团队成员通过3个多月的细致调研发现,进口的下肢外骨骼动辄三四十万元,整机自重普遍有20多公斤,国产产品重量在18到20公斤。笨重刚性结构加重患者关节负荷,价格也较为昂贵,患病群体陷入“用不起、不适用”的康复困境。瞄准这一临床刚需,在南昌大学第二附属医院骨科大量病例数据支撑下,黄祚祯团队开始“乐动康健”项目研发。
“2024年6月开始,团队核心成员黄祚祯、廖家洪、杨濡汇、周浩、万欢等同学大量查阅文献,针对调研发现的痛点问题展开研究,创新指向结构创新、交互创新和驱动创新,目的是研发出更轻便、更舒适、更智能化的康复外骨骼产品。”郝亮表示。
创新的火花在青春舞台上闪耀
2024年8月,项目团队正式步入研发阶段。从文献调研、方案论证、电路集成、整机装配到样机临床调试,期间团队进行了多轮迭代,并不断升级材料。为了把设备重量从十几公斤降至7公斤左右,团队反复优化骨架结构、替换柔性材料,对照患者身体参数修改上百版图纸,立足临床真实痛点,在指导老师的悉心引导之下,仿生气囊护膝方案最终落地。
历经一年多的研发攻关,今年1月,“乐动康健”项目成果新鲜出炉。黄祚祯前往南昌大学第二附属医院康复科,为患者穿戴项目研发的新型康复外骨骼设备,收集患者意见。3月,“乐动康健”智能下肢康复外骨骼正式落地医院开展临床试用,助力部分患者进行康复训练。
“经中国化工信息中心查新鉴定,团队研发的3项核心技术为国内首创,目前暂无同类公开研究报道,它们可使仿生肌肉更轻、人机交互更稳、动力适配更智能。”黄祚祯表示,截至目前,团队以第一发明人身份累计申请16项国家专利,发表14篇学术论文,多篇入选SCI期刊,构筑扎实技术壁垒。
由于临床落地成效亮眼,该款外骨骼先后在省内外多家权威医疗机构开展临床试验。项目同步敲定商业化落地路径,拟于今年9月注册成立南昌正见智能科技有限公司,将于2030年左右启动二类医疗器械注册申报,同时持续优化产品,搭建线上云平台+线下实体分销体系,打通居家康复产业链。
南昌大学第二附属医院党委委员龚良庚表示,随着我国人口老龄化加剧、卒中康复需求持续扩容,本土高性价比康复外骨骼产品可有效破解进口设备价格壁垒。项目采用在临床医师指导下、立足临床需求开展研发的产学研模式,为智能康复器械国产化提供优秀范本,有望助推我国下肢康复医疗迈入普惠智能新阶段。
“挑战杯”赛事已然落下帷幕。黄祚祯告诉记者,在“挑战杯”闭幕式上,看到团队同学开怀大笑的那一刻,他忍不住红了眼眶。“青春本就是肆意热烈、无畏向前。科技创新起步满怀新奇,中途有很多困难和煎熬,在医学领域做科研要有造福病患的信念。挫折和失败磨砺我们的意志,促使我们成长成熟,当青春与科技发生化学反应,创新的火花在青春舞台上闪耀。”
本报全媒体记者 陈旻
