當(dāng) IJsbrand de Lange還在代爾夫特理工大學(xué)攻讀機(jī)械工程專業(yè)時(shí)，他第一次回憶起自己看到 Michael J Fox 宣傳帕金森病的視頻時(shí)的情景。IJsbrand注意到了這些患者因手抖而產(chǎn)生的掙扎。他并不是對(duì)疾病本身感興趣，而是對(duì)顫抖的機(jī)理更感興趣。他認(rèn)為這是一種機(jī)械缺陷，而不是生理癥狀。作為一名機(jī)械工程師，正是這種對(duì)技術(shù)的癡迷激發(fā)了他開始尋找解決方案。

這些顫抖或震顫通常與帕金森病或特發(fā)性震顫有關(guān)，是一個(gè)臨床難題，至今尚未得到解決。全世界有數(shù)百萬人每天都在與這種震顫作斗爭，他們?cè)诔浴⒑群蜁鴮懛矫鏁?huì)出現(xiàn)問題。目前的治療方法(如藥物治療或腦部手術(shù))都有其固有的風(fēng)險(xiǎn)，而且未必適合每個(gè)患者的需求。

STIL是一家位于荷蘭的初創(chuàng)企業(yè)，它的使命是通過有助于抑制震顫的矯形器幫助患者獲得穩(wěn)定，重新正常生活。“我們估計(jì)，大約有 3000 萬 [患者]需要新的震顫治療方法。其中大多數(shù)人都在尋找一種易于使用且行之有效的解決方案。這正是我們要提供的服務(wù)。”STIL 首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人 IJsbrand 解釋道。

STIL 防震顫矯形器

STIL開發(fā)了一種防震顫裝置。簡而言之，該裝置將手與上臂連接起來，將“搖晃力”重新導(dǎo)向穩(wěn)定點(diǎn)。矯形器上增加了幾個(gè)關(guān)節(jié)，用于模擬前臂關(guān)節(jié)。這些關(guān)節(jié)中集成了專門的阻尼器，可以更好地抵御快速、高頻率的運(yùn)動(dòng)(如震顫)，但允許緩慢運(yùn)動(dòng)，因此患者仍可自主運(yùn)動(dòng)。

該裝置的設(shè)計(jì)非常方便，而且易于使用。除了首次調(diào)整外，患者還可以迅速穿戴上這個(gè)輕便的裝置，并立即看到它帶來的好處。矯形器不涉及軟件或電子設(shè)備，是一種純機(jī)械裝置。

高科技的陷阱

然而，矯形器并不總是像如今這樣的機(jī)械裝置。IJsbrand最初的構(gòu)想是利用降噪原理來抵消抖動(dòng)。雖然這具有挑戰(zhàn)性，但在他的碩士論文中被證明在技術(shù)上可行。

該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)模型，將手部的振動(dòng)納入其中，然后將其轉(zhuǎn)化為一種可以抵消振動(dòng)的機(jī)制。這些模型是用與 Speedgoat 硬件相關(guān)聯(lián)的 Simulink 工具設(shè)計(jì)的，創(chuàng)建了一個(gè)用于實(shí)時(shí)抑制振動(dòng)的控制系統(tǒng)。

第一代矯形器正在接受健康受試者的測試。震顫是通過肌肉電刺激模擬出來的。具體任務(wù)是在基線狀態(tài)(黑色，無刺激)、震顫模擬狀態(tài)(紅色，僅肌肉刺激)和震顫抑制狀態(tài)(綠色，肌肉刺激+ 主動(dòng)震顫抑制)下畫一條直線。

該團(tuán)隊(duì)成功地展示了其降噪概念，創(chuàng)造出一種功能性裝置，可有效抑制健康受試者和實(shí)際患者的模擬震顫。然而，在試驗(yàn)過程中，患者的反饋包括：該裝置非常笨重，而且不實(shí)用，因?yàn)樗枰粋€(gè)電池包，必須定期充電。此外，該裝置的組件價(jià)格昂貴，許多患者在經(jīng)濟(jì)上無法承受。

于是，IJsbrand不得不后退一步，并牢記最終目標(biāo)。“歸根結(jié)底，我們的重點(diǎn)不應(yīng)該僅僅是實(shí)現(xiàn)最大程度的振幅減弱，而是要恢復(fù)患者毫無困難地完成日常活動(dòng)的能力。在追求技術(shù)挑戰(zhàn)的道路上，我們的第一代裝置超越了提供方便易用的解決方案的目標(biāo)。”

關(guān)鍵階段

2021 年，該團(tuán)隊(duì)決定改變方向。IJsbrand回憶說，“雖然有點(diǎn)艱難，但這是個(gè)正確的決定。回想第一代產(chǎn)品，它非常精美，堪稱機(jī)電藝術(shù)品，但并不是患者想要的。”

于是 STIL進(jìn)入了關(guān)鍵階段。作為一家公司，無論是初創(chuàng)企業(yè)還是成熟企業(yè)，最終用戶的反饋意見都是不可或缺的。團(tuán)隊(duì)從零開始，利用學(xué)到的知識(shí)，著手設(shè)計(jì)一種簡單、有效的裝置以滿足客戶的需求。

只用了兩年多一點(diǎn)的時(shí)間，他們就完成了設(shè)計(jì)，進(jìn)行了必要的臨床試驗(yàn)并獲得了監(jiān)管部門的批準(zhǔn)，將產(chǎn)品投放市場。這比上一次花了整整3 年時(shí)間才完成工作原型要快得多。

合作同行

作為一家初創(chuàng)企業(yè)，自然會(huì)遇到各種挑戰(zhàn) - 預(yù)算有限、資源有限、時(shí)間有限。作為 YES!Delft 加速器計(jì)劃的成員，STIL 在市場化的道路上獲得了一些額外的支持。作為 MathWorks加速器計(jì)劃的合作伙伴，初創(chuàng)企業(yè)成員可以免費(fèi)獲得軟件和工程支持，幫助他們克服一些常見的挑戰(zhàn)。

“雖然我們堅(jiān)信自己走在正確的道路上，但實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。我們?cè)乳_發(fā)的產(chǎn)品非常復(fù)雜，涉及軟件、硬件和電子設(shè)備。可能一下子出現(xiàn)一大堆問題，這使得故障排除成為一場噩夢。事實(shí)證明，我們必須有合適的工具來快速驗(yàn)證工作原理，或者在我們的案例中否證工作原理。如果沒有Simulink，我們可能會(huì)因誤入歧途而花費(fèi)更多的時(shí)間，使公司陷入困境。”IJsbrand 說。他解釋了 MATLAB 和 Simulink如何成為他們?cè)缙陂_發(fā)的重要工具。“此計(jì)劃在我們創(chuàng)業(yè)初期確實(shí)幫了我們大忙，這也是我們至今仍在使用 MATLAB 的原因。”

惠及數(shù)百萬患者

STIL 最近向荷蘭市場推出了 STIL 矯形器。僅在荷蘭，就有2000 多人在等待使用，這不僅突顯了問題所在，也表明了對(duì)這一解決方案的需求。

目前，該團(tuán)隊(duì)正準(zhǔn)備擴(kuò)大規(guī)模，將其推廣到全球。IJsbrand最后說道，“我們的使命就是惠及數(shù)百萬患者，讓他們終于又可以舒舒服服地喝上一杯茶，而不會(huì)讓茶水溢出或感到尷尬。”