一组工程师和康复专家合作,在行走困难的帕金森病患者身上测试了一种软体可穿戴机器人。这种机器人佩戴在腰部和大腿上,可以帮助腿部向前摆动,防止步态冻结,使行走更加安全。详情请见NSF Science Now。帕金森病是一种神经退行性疾病,影响全球超过900万人。其致残症状包括震颤、动作迟缓和步态冻结,后者是指帕金森病患者突然失去移动双脚的能力,通常发生在行走中途,导致步伐中断甚至危及生命的跌倒。因此,在帕金森病中,步态冻结是一种非常严重的情况。当一个人试图行走或开始行走时,他们的脚会感觉像是被粘在地板上。有时这也会导致他们原地不动或变得不稳定,大大增加了跌倒的风险。
目前的治疗方法,包括药物、手术和行为疗法,已被证明无效。寻找解决方案将工程师和康复专家聚集在一起,研究帕金森病患者的步态。美国国家科学基金会支持的研究人员来自波士顿大学萨金特健康与康复科学学院和哈佛约翰·保尔森工程与应用科学学院,他们使用一种软体可穿戴机器人,帮助帕金森病患者走得更快、更远,而不会出现步态冻结。我们与波士顿大学的合作非常令人兴奋。我们的团队包括工程师、物理治疗师或临床医生,以及帕金森病患者。通常,我们的工作方式就像一个维修小组。我们邀请一位有步态障碍的参与者,然后整个团队一起工作,观察他们行走时面临的挑战,然后应用我们共同开发的技术来改善他们的行走能力。
这种可穿戴设备使用围绕腰部和大腿佩戴的电缆驱动执行器和传感器。这种设备的工作原理是使用服装接口和附着在人体上的电缆驱动执行器,以平行于其底层生物肌肉的方式施加力。然后我们将传感器集成到系统中,监测人的运动,并告诉这些执行器或电机在适当的时间对电缆施加力。算法估计步态的阶段,帮助腿部向前摆动,防止步态冻结,使行走更加安全。我们认为我们一直在努力开发适合人们在社区和日常生活中佩戴的可穿戴机器人。我们认为我们的软外骨骼优化得尽可能轻便且不受限制,但仍能提供足够的辅助,从而对人们的行走能力产生有意义的改善。
波士顿大学神经康复中心的特里·埃利斯及其团队对亲眼看到研究成果感到兴奋。我们在进行研究的同时提供临床服务,所有这一切都是在同一群人中进行的,这使得一切变得更加真实,我们知道,我们正在努力对我们服务的患者产生即时的影响。埃利斯的团队花了六个月时间与一位73岁的帕金森病患者合作,尽管尝试了所有其他治疗方法,他每天仍会经历多次严重的步态冻结,导致频繁且危险的跌倒。我们正处于这一研究的早期阶段,但我们合作的对象患有严重的步态冻结,通过我们的方法,这些机器人已经能够预防步态冻结的发生。这是一个非常令人兴奋的发现,我们对此充满热情,我们的计划是吸引更多的人参与,并尝试这种方法。参与研究的患者表示,这套装置帮助他们走得更久,维持了生活质量。虽然这种机器人服装仍处于研究阶段,但研究团队希望将其商业化,帮助那些经历致残和危险步态冻结症状的患者。
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