后卒中患者用新的外源技术达到Terra Firma

用两条腿直立行走是人类的一个显著特征，使他们能够在周围环境中非常有效地移动。当中风发生时，这些都可能在眨眼之间发生改变。在80%的中风后患者中，典型的情况是一侧肢体失去正常功能——一种被称为偏瘫的临床现象。即使是在康复期间恢复行走能力的患者，其步态也会出现异常，阻碍他们参与许多活动，造成摔倒的风险，而且由于他们的生活方式更久坐，可能导致次级健康问题。

帮助中风病人为了恢复行走能力，来自工业界和学术界的各种机器人小组正在开发动力可穿戴设备——即所谓的外骨骼——可以恢复步态功能或协助康复。历史上，这些系统限制患者在临床设置跑步机，但近年来，便携式系统已经开发出，使地面行走。Wyss生物启发工程研究所、哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和波士顿大学健康与康复科学学院(BU)的研究人员致力于开发可穿作衣服的软可穿戴机器人的长期目标:萨金特学院已经开发出一种轻便、柔软、可穿戴的脚踝辅助装置exosuit.这可能有助于在中风后血征的人们加强正常的步态。

在以往的研究中在健康的人员中进行，该团队表现出他们的外壳技术可以在步行和慢跑期间提供辅助部队，并且它们会产生明显的能源成本。现在，在发表的新研究中科学转化医学由Conor Walsh领导的研究团队与波士顿大学的Terry Ellis、Lou Awad和Ken Holt合作，已经证明了防护服也可以用于改善中风后的行走，这是降低防护服技术在现实世界临床应用中的风险的关键一步。

“这项基础研究表明，柔软的可穿戴机器人可以对中风后患者的步态功能产生显著的积极影响，这是一个专注于翻译的多学科团队的成果，工程师、设计师、生物力学家、物理治疗师和最重要的患者，他们自愿参与这项研究，并提供了有价值的反馈，指导了我们的研究，”Wyss核心学院成员沃尔什说，他也是工程和应用科学的约翰L.勒布副教授，哈佛生物设计实验室的创始人。

从中风中恢复的病人发展出代偿性行走策略，以应对他们无法用受影响的肢体清理地面，以及在向前运动时无法“推开”脚踝。通常情况下，他们必须抬起他们的臀部(髋关节徒步)或移动他们的脚在一个向外的圆圈向前(圆周)，而不是在一个直线行走。通常，在脚踝周围佩戴刚性塑料支架是为了帮助行走，但它们并不能帮助克服这些异常的步态模式，约85%的中风患者保留了步态异常的部分。

"Current approaches to rehabilitation fall short and do not restore the mobility that is required for normal life," said Ellis, Ph.D., P.T., N.C.S., Director of the Center for Neurorehabilitation at BU's College of Health & Rehabilitation Sciences: Sargent College and Assistant Professor at BU. In the new study, the team asked whether the exosuit's beneficial impact on gait mechanics and energy expenditure during walking they observed in healthy people would also be observed in patients post-stroke who were recruited and enrolled in the study with the help of the Wyss Institute's Clinical Research Team.

通过功能性服装锚定到偏瘫卒中患者的受影响的肢体，并且通过通过从集成到臀部带或的电池供电的致动器通过基于电缆的传输传输机械动力，它们为踝关节提供步态恢复力。位于跑步机旁边的外壳车。“实际上，在跑步机实验中，我们发现动力外来牙改善了7个中风后患者的步行性能，帮助他们清除地面并在脚踝处推开，从而产生更前进的推进，”Jaehyun BAE，“Jaehyun Bae，”海洋研究与研究生第一作者。有趣的是，该团队还观察到与会者的瘫痪和非瘫痪肢之间的功能不对称，发现外秀的援助使他们能够更有效地走。

因为行走力学和动力学不同于在跑步机上的控制行走和在家里或公共环境中的地面行走，研究团队继续在地面行走实验中评估了户外服提供的好处。“非常令人鼓舞的是，在地面行走时，不系绳的防护服也能促进更正常的行走行为。这项研究的另一位共同第一作者，Lou Awad博士说:“这是将外服开发为康复设备的关键一步，使患者可以在诊所之外和正常生活中使用。”他在研究期间是沃尔什大学的博士后，后来成为维斯研究所的副教员和波士顿大学健康与康复学院:萨金特学院的助理教授。

在正在进行的和未来的研究中，该团队正在寻求进一步个性化的外装辅助，以治疗特定的步态异常，调查辅助其他关节，如臀部和膝盖，并评估他们的技术的长期治疗效果。除了这项研究，Wyss研究所的工作人员Kathleen O'Donnell领导Wyss研究所与工业合作伙伴ReWalk Robotics一起努力将这项技术应用于临床。

艾利斯说:“在理想的未来，中风后的患者应该从一开始就穿上可调节的弹性防护服，从一开始就防止他们发展出低效的步态行为。”

这项研究也由肯尼斯·霍尔特,博士,僵化,副教授BU健康与康复科学学院:萨金特大学,前任和现任成员沃尔什的团队斯特凡诺德罗西,博士,Lizeth Sloot,博士,Pawel Kudzia,和斯蒂芬·艾伦,以及凯蒂Hendron僵化,D.P.T,北卡罗来纳州,曾在埃利斯的布鲁里溃疡组。

“这项研究让我们看到了未来的新前景:今后许多病人护理将在家中由人性化机器人进行，它们与我们在电视和电影中看到的机器人完全不同。”这套装备看起来更像运动服，而不是R2D2，但它同样是可编程的，可以根据命令执行任务;然而，这种防护服重量轻，灵活，对其他人几乎看不见，并且为每个病人量身定制。我们希望它能很快进入临床应用,它无疑可以变换中风患者的生活变得更好,”唐纳德·因格贝尔说Wyss学院创始董事,医学博士,博士,他也是Judah Folkman的哈佛医学院血管生物学教授(HMS)和血管生物学程序在波士顿儿童医院,也是海洋工程学院的生物工程教授。

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