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在美国,卒中是造成长期残疾的主要原因,而且卒中导致的残疾比其他任何疾病所引起的长期残疾都更加严重。同时,卒中也是造成美国人死亡的第三大原因,每年有超过70万的美国人罹患卒中。据美国国立神经疾病与卒中研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke,NINDS)的数据,将近3/4卒中发生在超过65岁的老年人中,而且罹患卒中的危险在55岁以后,每10年就会增加1倍。
哈佛医学院
肘部“可穿戴式机器人”
据美国《理疗和康复》杂志近期的一篇研究报道,一款为瘫痪的肌肉提供辅助动力的实验型机器人,有望恢复卒中瘫痪患者的手臂运动。这项研究的主要负责人,是哈佛医学院博士兼任思培尔丁康复医院医学办公室主任的Joel Stein博士。
这种机器人设备正在申请FDA认可,目前已经在美国麻省理工学院临床研究中心和波士顿的思培尔丁康复医院对卒中患者进行试验。结果表明,这项设备为瘫痪肌肉提供辅助动力的功能可能有助于关闭大脑意识的反馈回路,实际上四肢运动被认为是动力恢复大脑适应性的主要部分。
研究人员说:“原则上,‘外骨骼’或者叫做‘可穿戴式机器人’的设备如同一根‘拐杖’,可帮助患者做康复训练,或者拥有像动力矫形器那样的功能,可对肌肉的慢性衰弱进行代偿。”
这种可穿戴式便携设备是由一个轻型的自动化肘支架组成,在其上还安装了一个检测肌电信号的计算机系统。这种设备允许患者通过尝试移动手臂的动作来控制受损的肌肉。计算机系统检测、处理肌电信号并把它传送到运动靶器官,增强受损肌肉的活动。
“因为运动只有在肌电信号存在的条件下才能发生,所以是由病人而不是机器控制受损手臂的运动,机器仅仅是增强由患者自动触发的肌肉活动性的运动。”Kailas Narendran说,他是美国麻省理工学院活动关节支架(AJB)的科学家,而且是Myomo公司的创始人之一。
他的同事,同样是美国麻省理工学院活动关节支架的科学家和Myomo公司的创始人,John McBean补充说:“这种设备的功能相当于汽车的动力方向盘,要由病人发动并控制移动,而机器人则只是在病人自发活动的基础上提供辅助动力。”
Stein博士和他的同伴们在7个患有严重肌无力的卒中患者身上,进行了AJB的可行性研究。其中只有一位患者不能完成相应的动作,因为他的肌电信号太弱,系统无法检测到。
在6~9周内,每位患者都使用这种机器人完成了18个小时的练习。而每次上肢的定向功能性练习差不多要60分钟。所有的患者都能成功地控制机器人AJB来帮助他们做肘关节的伸曲动作。
研究显示,在卸除这种设备后,患者的手臂功能有了明显的改善。在手臂活动的标准测试中平均分数提高了23%。肌肉的僵直状态评分也有所提高。并且无任何并发症。大部分患者说他们很愿意学习使用AJB,并感觉到他们在手肘的控制和手臂的使用上有了明显的提高。
“如果不使用这种设备,很多患者都不能完成这些运动,也不能通过锻炼改善肌肉的功能。”Stein博士说,“通过这种设备在使用者完成某种运动时提供的动力辅助功能,可以提高使用者手臂的活动能力。因此,这种设备就相当于人脑先天功能的促进剂,通过练习也提高了人脑的功能。”
卒中之后,很多患者都会留下一侧肢体的严重衰弱或瘫痪。虽然目前的康复措施能在一定程度上提高患者肢体的功能,但大部分有严重上肢瘫痪的患者,其上肢功能恢复并不满意。
“初步研究表明,使用动力‘外骨骼’矫形器在帮助卒中患者康复训练方面具有可行性。”研究人员说,结果还提示,AJB有可能用于帮助提高卒中、脑损伤和其他神经系统疾病患者的上肢运动功能。
研究人员提出了AJB的两种可能的治疗
用途。第一,如初步研究所示,它可辅助康复训练,或者提供肌肉控制,或者重建肌肉强度;第二,它也可用作为一个动力支架,为患有慢性肌无力或瘫痪(如脊髓损伤)患者的日常生活提供协助。为了使AJB更加轻便、好用、舒适,研究还需要进一步深入。
加州大学
手-腕部机器人装置
日前,美国加利福尼亚州立大学的研究小组称,他们研制的一种新型机器人治疗设备如同另一根“拐杖”,可能会帮助卒中后的患者恢复力气,并且可以正常使用受到卒中影响的患侧手指。使用手-腕部机器人协 [1] [2] [3] 下一页 |