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新算法帮助神经系统疾病患者自然行走

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数百万人因神经系统疾病或受伤而无法移动四肢。但是,新开发的算法与机器人辅助康复相结合,可以帮助中风或脊髓损伤患者自然行走。

很快,可能不再需要轮椅; 新研究使神经系统疾病患者再次行走。

在美国,每年约有17,000例脊髓损伤(SCI)新病例。其中,20%导致完全性截瘫(腿部麻痹和身体下半部分),超过13%导致四肢瘫痪(四肢瘫痪)。

SCI并不是人们经历这种残疾的唯一原因。中风,多发性硬化,脑瘫和一系列其他神经系统疾病都可导致瘫痪。事实上,最近的一项调查估计,在美国,有近540万人患有瘫痪,中风是导致这种残疾的主要原因。

现在,来自洛桑联邦理工学院(EPFL)国家研究机器人能力中心和瑞士洛桑大学医院的研究人员提出了一项突破性技术,可以帮助这些患者重新获得运动技能。

科学家提出了一种算法,可以帮助机器人安全带来促进患者的运动,从而使他们能够自然地移动。

这项新研究发表在“科学转化医学”杂志上,该研究的第一作者是Jean-Baptiste Mignardot

帮助人们再次行走

SCI或中风引起的运动障碍患者的当前康复技术涉及在跑步机上行走,其中上部躯干由装置支撑。但现有技术要么过于僵硬,要么不允许患者在各个方向自然移动。

正如新研究的作者所解释的那样,运动康复的挑战在于帮助神经系统“重新学习”正确的运动。由于患者肌肉质量的减少,以及“忘记”“正确姿势”的神经系统布线,这很困难。

突破性技术使晚期ALS
患者能够进行沟通,患有晚期运动神经元疾病的患者往往无法有效沟通。但是研究人员已经找到了让这些患者这样做的方法。
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为了克服这些障碍并促进自然行走,Mignardot及其同事
设计了一种与机器人康复设备配合的算法。该团队在30多名患者中测试了该算法。“智能助行器”显着且立即改善了患者的运动能力。

这种移动式安全带连接在天花板上,使患者能够行走。该视频展示了它的工作原理:

此外,在使用安全带和算法进行仅1小时的训练后,五名患者的“不支持的步行能力”显着改善。相比之下,传统跑步机上1小时并没有改善步态。

研究人员在仔细监测患者的运动并考虑诸如“腿部运动,步幅和肌肉活动”等参数后,开发了所谓的重力辅助算法。“

正如作者所解释的,基于这些测量,该算法识别必须施加到身体上半部的力以允许自然行走。

智能助行器是一种创新的体重支撑系统,因为它能够抵抗重力,并且可以前后左右推动患者,或者同时向更多这些方向推动患者,从而重现自然患者在日常生活中需要的步态和运动。

洛桑联邦理工学院和洛桑大学医院的神经科学家GrégoireCourtine评论了研究结果的重要性,并说:“我希望这个平台在神经系统疾病患者的行走康复中发挥关键作用。”

“这是一项聪明,谨慎,有效的援助,可以帮助许多患有神经系统疾病的人康复。”

洛桑大学医院神经外科Jocelyne Bloch教授“


 

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