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机器人服装促进中风患者正常行走

  Wyss技术为患者的步态训练和康复开辟了新的途径。机器人服饰可以促进中风患者正常行走。

  通常大约80%的中风患者会失去至少一个肢体的正常功能,临床现象称为偏瘫。即使能恢复运动,病人在步态上也会有异常,使他们增加摔倒的危险,因而许多活动都不能参加,但是,久坐不动的生活方式又会导致继发性健康问题。

  为了帮助这些患者恢复行走能力,来自工业界和学术界的机器人组织发展出了带有动力装置的可穿戴设备--被称为外骨骼,可以帮助患者恢复步态功能甚至协助康复。在过去,这些系统只能在跑步机上使用(在临床环境下),但近年来,在努力发展软机器人的长期目标下,开发人员已经创建了便携式系统,可以像服装一样穿在身上的机械衣。

  威斯生物工程研究院研究员,哈佛约翰A.保尔森说,萨金特大学研究发明的这种机械衣重量轻,柔软,耐磨,可协助进行腿部运动,类似于水下“钢铁侠”帮助潜水员在水下行走,这可以使中风偏瘫者走出正常人的步态。

  在以前针对健康人运动的研究表明,他们的技术可以帮助使用者散步或慢跑,而且明显会花费更少的力气。现在对医用领域的研究,已经证明这套机械衣的研发,是在实际应用中帮助中风患者提高行走能力的一个关键步骤。

  机械衣对于从中风中恢复过来的病人会制定补偿性的步行策略,以处理他们前进过程中的一些动作,比如用受影响的肢体清理地面,或是在脚踝处做出“推”的动作。通常,为了行走,病人会努力举起他们的一侧臀部向外做圆周运动,好让身体向前移动。这种时候,对于85%的脑中风患者,用僵硬的塑料制作的踝关节是不能纠正异常的步态的。

  这套机械衣系统通过穿戴服装对偏瘫患者上肢功能的恢复和步态的力量恢复都有显著效果,基于电池供电的驱动器会通过电缆将机械动力传递到裸关节,而这个驱动器会集成到一个腰带上,或是连接到跑步机上。

  “事实上,在跑步机上的实验中,我们发现机械衣改善了七例脑中风患者的步行能力,帮助他们明确地将力量送到脚踝,从而产生更多的向前推进,“海的研究生Jaehyun Bae说,他是这项研究的共同第一作者。有趣的是,研究小组还观察到机械衣还能够减少功能不对称,参与者即使四肢麻痹,也能帮助他们行走的更有效果。

  因为在跑步机上走路同在家里或是公共环境中走路是不一样的,所以研究团队要评估机械衣在实地上行走的效益。“这是非常令人鼓舞的,一个不受限制的机械衣也便于在地上行走利于恢复正常的行走能力。这是对发展机械衣康复设备的关键一步,患者无论是在临床治疗中。

  在目前以及今后的研究方向上,团队想使机械衣能做个性化处理,探讨对其他的关节如髋关节和膝关节的矫正,并评估其技术的长期疗效。

  埃利斯说:“在一个理想的未来,患者中风后会戴上机械衣装备灵活调整,从一开始就阻止他们进行低效率的步态纠正行为,”

  这项研究为我们提供了一个新的前景:在人类的友好机器人的帮助下,我们将减少在家中进行大量的病人护理工作,而这些机器人与我们在电视和电影中看到的机器人完全不同。这看起来更像是运动服,但它同样可编程和执行任务;机械衣是轻量级的,灵活的,有个性的。

  我们希望,它尽快进入临床使用阶段。它的出现无疑可以将脑中风患者的生活改变,让他们可以更快更有效的恢复到正常人的生活状态,减少因久坐或长期卧床引起的无数并发症,例如:因长期不能运动引起的小脑萎缩,肌肉萎缩等症状。它的的出现对于脑中风患者简直就像是福音。让脑中风患者看到了希望、看到了曙光。同时也缓解了家里人的生活负担。