大只500平台靠谱吗?柔软的机器人外装改善了中风

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大只500平台靠谱吗?柔软的机器人外装改善了中风患者的生物力学步态功能



在美国,中风是导致长期严重残疾的主要原因,每年约有1700万人患中风。大约10个中风幸存者遭受“偏瘫”,四肢瘫痪,通常影响,一侧面部肌肉的身体,而且经常会导致严重的困难走,失去平衡增加的风险下降,以及肌肉疲劳,迅速在努力。通常,这些损伤也使他们无法进行基本的日常活动。
 
为了让中风患者康复,许多康复中心都在研究机器人外骨骼。但是,尽管现在有一系列令人兴奋的设备能够让最初完全无法行走的人重新行走,但仍有重要的积极研究试图了解如何最好地将可穿戴机器人应用于中风后的康复。尽管有这样的承诺,最近的临床实践指南现在甚至建议当目标是提高步行速度或距离时,不要使用机器人治疗。
 
2017年,哈佛大学威斯生物工程学院和约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)以及波士顿大学健康与康复科学学院的多学科团队,包括机械和电气工程师、服装设计师和神经康复专家:萨金特学院(Sargent College)的研究表明,当中风患者在跑步机上行走时,一种由外部电池和马达连接的辅助踝部的软机械系外服能够显著改善患者的生物力学步态功能。跨机构和跨学科的团队工作由Wyss的教员Conor Walsh, Ph.D.和Lou Awad, p.t., d.p.t., Ph.D.和Terry Ellis, ph ., p.t., N.C.S.共同领导。
 
现在,同一个团队在将他们的技术转化为康复策略方面迈出了关键的一步。插电使用一个版本的exosuit,携带自己的电池和电动机,它们显示在一群六中风后幸存者轻偏瘫,他们的设备可能会大大增加个人的步行速度平均每秒0.14米,一个人行走高达0.28米每秒的速度。同样是这些人,当被要求在6分钟内走到他们能走的最远的距离时,他们能够走32米远,平均来说,大只500平台一个人可以走100多米远。这些发现发表在IEEE医学和生物学工程开放杂志(OJEMB)上。
 
“绝大多数中风的人走得很慢,走不了很远。物理治疗后走得更快更远是患者和临床医生都希望看到的最重要的结果之一。如果治疗既不改变速度也不改变距离,就很难认为这种治疗是有效的,”威斯研究所的副教授Lou Award, p.t., d.p.t., Ph.D.说,他是这项研究的第一作者,和Walsh一起将研究结果发表在IEEE OJEMB上。“我们在探索性研究中发现,飞行速度和飞行距离的提高超出了我们的预期,没有经过任何训练就能产生立竿见影的效果,这突出了系外航天服技术的前景。”阿瓦德也是波士顿大学健康与康复学院的助理教授:萨金特学院和神经运动恢复实验室主任。
 
在这项研究中部署的外装重量不到5公斤,目标是中风幸存者在步态周期的不同阶段的四肢。它完全可移动,由电池供电,由佩戴在臀部的致动器启动。它通过一种基于缆绳的机制将机械动力传递到脚踝,系外服的缆绳和其他部分通过轻质功能性纺织品固定在身体上。此外,它的重量较轻,并有可能减少步态不对称,这是因为患者只在受损的一侧佩戴,而不像刚性外骨骼系统——许多外骨骼系统需要在两侧佩戴。
 
沃尔什的团队设计了这套系外服,以辅助足底屈肌和背屈肌。前者是指在步态周期的站立阶段,踝关节的运动将脚推向地面,后者是指在摇摆阶段,脚向上抬起,脚趾向胫骨方向拉。这两种运动在中风后的半步行中都有不同程度的受损,幸存者通常表现出“落足”,即无法将脚从脚踝抬起。沃尔什的团队在过去几年中一直是软系外航天服技术的先驱者,并得到了广泛的验证。他也是哈佛大学海洋学院工程与应用科学教授保罗·a·梅德(Paul A. Maeder),也是哈佛大学生物设计实验室(Harvard Biodesign Lab)的创始人。

为了证明他们的方法广泛适用于患有偏瘫的中风幸存者,研究小组重点研究了6名偏瘫患者,他们都有不同程度和不同类型的损伤,都进入了慢性阶段。在对患者进行了初步临床评估,并对系外航天服进行了个体调整之后,研究人员在30米长的人行道上进行了一系列测试。与不穿系外服的人相比,不穿系外服的人在行走速度、距离或能量消耗方面没有任何劣势。当系外航天服接通电源后,“我们看到了步行速度和距离的重要和即时改善,这是有意义的结果,对中风患者的日常生活产生了真正的影响。”正是这些有临床意义的结果,刺激了物理治疗师和康复社区的其他人的兴奋”,合著者埃利斯博士,p.t., n.c.s.,萨金特学院神经康复中心主任,波士顿大学副教授和物理治疗主席说。
 
我们在哈佛大学和波士顿大学的工程和临床团队受到这些研究结果的激励,对这项技术进行改进,并研究其对具有广泛行走能力的中风幸存者的直接影响。我们也渴望探索在临床环境和日常生活中散步的治疗应用。”
 
“这项研究的团队展示了精美exosuit Wyss研究所技术及其合作伙伴可以发挥重要作用在许多中风幸存者的生命,这是一个引人注目的演示研究所的翻译模型如何快速创建和推动新的解决方案我们的一些主要的健康问题,可以改变患者的生活变得更好,”唐纳德·因格贝尔说Wyss学院创始董事,医学博士,博士,大只500平台靠谱吗?他也是哈佛医学院血管生物学教授,波士顿儿童医院血管生物学项目教授,同时也是海洋生物工程教授。