一项创新研究开发出一种柔软的机器人服装，可以显著减少帕金森病患者的冷冻发作，为治疗和了解这种疾病提供了一种有希望的新方法。(艺术家的概念。)来源:SciTechDaily.com
机器人外套消除了步态冻结，这是一种常见且非常虚弱的症状。
冻结是帕金森病最常见和使人虚弱的症状之一，帕金森病是一种神经退行性疾病，影响着全世界900多万人。当帕金森氏症患者冻结时，他们会突然失去移动脚的能力，通常是在迈步的过程中，导致一系列断断续续的步伐变得越来越短，直到患者完全停止。这些发作是帕金森病患者跌倒的最大原因之一。
当前的治疗方法和新的研究进展
如今，冷冻症的治疗方法有药理学、外科手术或行为疗法，但没有一种特别有效。
如果有一种方法可以完全停止冻结呢?
哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和波士顿大学萨金特健康与康复科学学院的研究人员使用了一种柔软的可穿戴机器人来帮助帕金森患者行走而不冻结。这种机器人服装穿在臀部和大腿周围，当腿部摆动时，它会轻轻地推动臀部，帮助患者实现更大的跨步。
该设备完全消除了参与者在室内行走时的冻僵感，使他们比没有衣服的帮助走得更快更远。
这种机器人服装(上图)穿在臀部和大腿周围，当腿部摆动时，它会轻轻地推动臀部，帮助患者实现更大的步幅。来源:沃尔什生物设计实验室/哈佛海洋研究中心
研究结果和参与者经验
SEAS工程与应用科学Paul a . Maeder教授、该研究的共同通讯作者康纳·沃尔什(Conor Walsh)说:“我们发现，在我们的研究中，我们的软机器人服装只需少量的机械辅助就能产生即时效果，并持续改善个人在各种条件下的行走能力。”
这项研究证明了软机器人技术在治疗帕金森病这种令人沮丧和潜在危险的症状方面的潜力，它不仅可以让患有帕金森病的人恢复行动能力，还可以让他们恢复独立性。
这项研究将发表在今天(1月5日)的《自然医学》杂志上。
SEAS和波士顿大学萨金特健康与康复科学学院的研究人员使用了一种柔软的可穿戴机器人来帮助帕金森患者行走而不会冻僵。这种机器人服装穿在臀部和大腿周围，当腿部摆动时，它会轻轻地推动臀部，帮助患者实现更大的跨步。这项研究证明了软机器人技术在治疗帕金森病的潜在危险症状方面的潜力，并可能使患有这种疾病的人重新获得行动能力和独立性。来源:Harvard SEAS
研究与合作背景
十多年来，沃尔什在SEAS的生物设计实验室一直在开发辅助和康复机器人技术，以改善中风后个人的行动能力，以及患有ALS或其他影响行动能力的疾病的人。其中一些技术，特别是用于中风后步态再训练的外骨骼服，得到了Wyss生物启发工程研究所的支持，并由ReWalk Robotics公司授权并商业化。
2022年，SEAS和萨金特学院获得了马萨诸塞州技术合作组织的资助，以支持下一代机器人和可穿戴技术的开发和翻译。这项研究以移动实验室为中心，该实验室的使命是通过协作空间、资金、研发基础设施和经验来支持人类性能增强的进步，从而将有前途的研究转化为成熟的技术，并通过与行业合作伙伴的合作来转化。
这项研究就是从那次合作中产生的。
沃尔什的团队与波士顿大学物理治疗系主任、神经康复中心主任特里·埃利斯(Terry Ellis)教授密切合作，他说:“利用柔软的可穿戴机器人来防止帕金森患者的步态冻结，需要工程师、康复科学家、物理治疗师、生物力学家和服装设计师之间的合作。”
案例研究和技术影响
研究小组花了6个月的时间对一名患有帕金森病的73岁男子进行研究，尽管接受了手术和药物治疗，但他每天仍要忍受10多次严重的、使他丧失行为能力的冷冻发作，导致他经常摔倒。这些症状使他无法在社区里走动，并迫使他依靠滑板车外出。
在之前的研究中，沃尔什和他的团队利用“人在环”优化技术，证明了一种柔软的可穿戴设备可以用来增强髋关节屈曲，并帮助腿向前摆动，从而为健康个体行走时减少能量消耗提供了一种有效的方法。
在这里，研究人员使用了相同的方法，但解决了冻结问题。这种可穿戴设备使用电缆驱动的驱动器和佩戴在腰部和大腿上的传感器。利用传感器收集的运动数据，算法估计步态的阶段，并在肌肉运动的同时产生辅助力。
效果立竿见影。在没有任何特殊训练的情况下，患者能够在室内行走而不受冻，只是偶尔在室外行走。他还能走路和说话而不被冻住，这在没有这个设备的情况下是罕见的。
“我们的团队非常兴奋地看到这项技术对参与者行走的影响，”SEAS前博士生、该研究的共同主要作者金金洙(Jinsoo Kim)说。
在研究访问期间，参与者告诉研究人员:“这套衣服帮助我走了更长的路，当它不活动时，我注意到我的脚拖得更慢。”它真的帮助了我，我觉得这是向前迈出的积极一步。它可以帮助我走得更长，保持我的生活质量。”
沃尔什说:“我们的研究参与者自愿献出时间，他们是真正的伴侣。“由于行动不便，对这个人来说，甚至进入实验室都是一个真正的挑战，但我们从他的观点和反馈中受益匪浅。”
该装置还可以用来更好地了解步态冻结的机制，这一点人们知之甚少。
埃利斯说:“因为我们并不真正了解冷冻，所以我们不知道为什么这种方法如此有效。”“但这项工作表明，‘自下而上’而不是‘自上而下’的解决方案对治疗步态冻结有潜在的好处。”我们发现，恢复几乎正常的生物力学改变了步态的外围动力学，并可能影响步态控制的中央处理。”
参考文献:2023年1月5日《自然医学》DOI: 10.1038 / s41591 - 023 - 02731 - 8
该研究由Jinsoo Kim、Franchino Porciuncula、Hee Doo Yang、Nicholas Wendel、Teresa Baker和Andrew Chin共同撰写。Asa Eckert-Erdheim和Dorothy Orzel也参与了这项技术的设计，Ada Huang和Sarah Sullivan负责临床研究。由美国国家科学基金会资助，项目编号CMMI-1925085;美国国立卫生研究院资助NIH U01 TR002775;以及麻省技术合作、合作研究与发展配套补助金。
分享
推特
电子邮件
分享
以前的文章
更多关于sciitechdaily
健康
化学
健康
空间
健康
空间
空间
健康
