1 核心重大技术突破
瘫痪患者的治疗康复是长期技术挑战,传统的外周电刺激手段难以实现瘫痪患者功能的完全康复。瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员开发了一种新的脊髓电刺激技术,能够靶向刺激脊髓中肢体运动相关的神经,实现对特定神经元的精确控制调节,为各类运动场景编写了相应的电刺激程序,让三名完全瘫痪者在接受刺激几小时后即恢复独立运动能力。
在神经调控方面,美国康奈尔大学探索了不同人体经颅磁刺激后功能网络特征,研究发现不同个体相同位置的刺激响应是高度特异性的,进而引入一种个性化刺激患者特异性功能网络的方法,优化经颅磁刺激线圈位置,从而最大限度提高刺激特异性,能显著改善上下肢相关感觉运动功能网络的刺激特异性。
在康复机器人及智能假肢方面,便携式、柔性化、轻量型外骨骼及假肢是主要发展趋势,但也面临着可靠性、稳定性、安全性等诸多挑战。斯坦福大学报道了一种便携式外骨骼“靴子”,可提高行走速度并大幅节省所需能量,能帮助有行动障碍或是需要从事高强度体力工作的人。瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们针对行动不便人群,开发了一种可穿戴的纺织外肌Myoshirt,可作为额外的肌肉层,这种材料将可穿戴机器人化身为“肌肉布料”,并能轻松增加上肢力量和耐力。
可穿戴传感设备潜力巨大,但仍存在诸多挑战,开发透气、柔性、可拉伸的材料仍是后续发展需求,另一方面,自供电的可穿戴设备也是后续发展趋势。北京师范大学的刘楠教授团队报告了一种全一体、生物驱动、透气、汗液稳定的MXene电极,它可以同时舒适地记录肌电图(EMG)信号,并实现肌肉治疗诊断的电刺激和电热疗法。麻省理工学院的研究人员通过一组简单的磁铁来跟踪肌肉长度变化,这种磁传感测量系统有望帮助假肢使用者以一种更接近自然的肢体运动策略控制假肢。加州理工大学团队通过电子皮肤实现了对机械臂的实时控制,并实现了多模式感知功能。
2 重大前沿技术及产品落地
康复机器人领域,远也科技公司正式发布了全球首款肌肉外甲,这款可穿戴康复机器人将有效增强行动功能障碍人群行动时的肌肉表现,帮助其更稳定、更轻松、更准确地完成身体动作。
可穿戴设备领域,数字健康公司H2o Therapeutics的帕金森病监测系统Apple Watch应用获FDA 510 (k)许可。其开发的Parky应用程序能够帮助跟踪帕金森病患者震颤、运动障碍及其他症状。
神经刺激调控领域,美国公司SpineX公司发表论文展示其无创神经调节技术SCiP治疗脑瘫儿童的首次人体研究的结果,显著改善了16名不同年龄、不同严重程度的脑瘫儿童的自主感觉运动功能,给脑瘫治疗带来新突破。
3 国内外重大产业新闻
神经调控领域,景昱医疗(SceneRay)双靶点脑深部电刺激(DBS)技术治疗药物成瘾适应症获得美国FDA突破性医疗器械资质,这是中国企业首次在神经及精神疾病领域获得突破性医疗器械资质。2022年2月,软银中国投资企业景昱医疗完成3亿元人民币D+轮融资,在治疗帕金森病、药物成瘾等疾病方面不断取得重大突破。
脑机接口领域,脑虎科技NeuroXess完成数亿元A轮融资,持续推进侵入式脑机接口发展。博睿康作为国内涉足脑机接口产业化的公司之一,完成数亿元C轮融资,博睿康开发了神经调控、神经康复、多模态采集等多个创新产品,公司产品已经在国内多家顶尖医疗机构、科研院所得到应用。美国脑机接口代表企业synchron完成7500万美元C轮融资,已开展人体临床试验,也是全球首个可开展永久植入BCI的临床试验设备。
康复机器人领域,傅利叶智能完成4亿元D轮融资,傅利叶智能是康复机器人领域完成D轮融资的企业,创下康复机器人领域单轮融资额最高的纪录。法国机械外骨骼制造商Wandercraft获4500万美元融资,为轮椅使用者提供12个自由度的自平衡外骨骼助力辅助行走方案。
4 2023年核心发展趋势前瞻
康复医疗机器人经过几年的高速发展步入发展“快车道”,行业现已进入扩张期。探索商业化落地是行业发展主要难题,商业化落地受限存在两大因素制约,核心因素是暂不支持终端医保支付,其次是成本高昂、企业对临床场景需求理解片面、技术成熟度不足等技术问题。企业未来将集中探索在医院端商业化落地,部分企业也在探索C端社区、居家场景下的轻量级产品和商业化机会。技术发展方面,现有产品仍难以满足患者全周期康复需求,在人机交互、运动增强与感觉反馈、智能感知与柔性传感等方面都有局限性。智能康复设备与新材料、柔性传感、人工智能、大数据、智能产品服务的高度融合将是后续发展方向。
神经调控具有靶向性、可逆性、持久性、可调控的特点,可用于各类运动及认知功能障碍。海外有美敦力、雅培、波士顿科学等巨头强势占领神经调控市场,市场已近成熟。而国内企业仍处于早期融资阶段,发展迅速,仅2022年累计发生10多起融资事件,总金额超7亿元人民币。目前国内多个研究团队在神经调控领域取得了诸多突破性进展,神经调控技术开始展现价值。除开拓适应症外,对传统技术或单一技术持续迭代,设备小型化、数字化、精细化是目前的主流发展趋势。
脑机接口技术发展仍处于试验研发阶段,多数企业处于早期融资阶段,行业处于起步期,成熟度较低,离商业化仍有距离。作为国家“十四五”规划纲要中明确指出的国家科技战略八大前沿关键技术之一,脑科学与类脑研究已经成为目前国际前沿的研究重点。马斯克的Neuralink公司发布多项研究成果将脑机接口从实验室推向了公众视野,使其成为当下投资热点,仅2022年就有10多起融资事件。在侵入式脑机接口技术发展领域,面临长期稳定记录大规模信号的挑战,对植入材料、植入方式和制造技术的创新将有力解决当前侵入式脑机接口困境。在非侵入式脑机接口领域目前已有一些商业化产品,但仍面临信号信噪比差、可靠模态有限、信号传输率、交互性能差等问题。传统湿电极使用不便,阻抗较高、舒适度较差,自湿润、新型凝胶等半干电极是当前研究热点。未来联多模态(声光电磁)融合脑机接口,微创式、柔性脑机接口也是后续发展方向,而针对适应症的靶向治疗康复技术也是后续关注的热点领域。
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