记者 张梦然
瑞士NeuroRestore团队开发出一种先进系统,能够将植入式脊髓神经假体与康复机器(qi)人无缝结(jie)合,通过(guo)发出精确电脉(mai)冲来刺激(ji)肌肉,配合机器(qi)人的运(yun)动,在治疗过(guo)程中产生自然而(er)有效的肌肉活动。这项(xiang)技术(shu)利用了洛桑联邦理工学(xue)院(yuan)在机器(qi)人领域的成果,不(bu)仅增强了患者的即时活动能力,还促进了长(chang)期康复效果。研究(jiu)结(jie)果发表在最新一期《科学(xue)·机器(qi)人学(xue)》杂志上。
脊髓损(sun)伤通常会(hui)导致(zhi)严重的行动障碍。目前的康复机器(qi)人(引导运(yun)动的设备)效果有限,因为缺乏主动肌肉参与的情况下,仅靠机器(qi)人辅助难以有效重新训练神经系统。新的联合疗法将脊髓刺激(ji)与康复机器(qi)人无缝集成,有望成为标准护理的一部分,被(bei)纳入全球各(ge)地现有的康复方案中。
实现这一联合疗法需要确保(bao)每种疗法之间的精确同步。脊髓刺激(ji)策略必须(xu)在空间和时间上进行精准调节,以匹(pi)配患者的每一个动作,而(er)将其(qi)与广泛使(shi)用的机器(qi)人康复系统相结(jie)合,则要求有一个灵(ling)活且适应性强的技术(shu)框架。
新技术(shu)使(shi)用完全植入式的脊髓刺激(ji)器(qi)提供仿生电硬(ying)膜外刺激(ji),这种方法通过(guo)模仿自然神经信号,更有效地激(ji)活运(yun)动神经元,区别于传统的功能性电刺激(ji)。
团队成功地将电刺激(ji)与多种机器(qi)人康复设备(如跑步机、外骨骼和固定自行车(che))结(jie)合起来,确保(bao)刺激(ji)与每个运(yun)动阶段精确同步。该系统利用无线传感器(qi)检测肢体运(yun)动并自动实时调整刺激(ji)强度,从而(er)为用户提供了一个无缝的体验过(guo)程。
在一项(xiang)包括5名脊髓损(sun)伤患者的概念验证研究(jiu)中,结(jie)合使(shi)用机器(qi)人和电硬(ying)膜外刺激(ji),能够立(li)即并持续(xu)地激(ji)活肌肉。参与者不(bu)仅在辅助治疗期间恢复了肌肉活动能力,在某些情况下,即使(shi)在刺激(ji)停止后也表现出自主运(yun)动能力的改善。
该方法在临床环境之外同样具有潜力,参与者能够在助行器(qi)的帮助下行走,在户外骑自行车(che),进一步证实了其(qi)在现实生活中的积极效果。这种将神经假体与康复机器(qi)人的结(jie)合,可能重新定义瘫痪(huan)后的活动恢复方式。
【总编辑圈点】
作为医疗科技与人工智能技术(shu)的创新“结(jie)晶”,康复机器(qi)人为脊髓损(sun)伤、中风等患者的康复训练带来福音。相比传统康复手段,康复机器(qi)人不(bu)仅可以提供高(gao)重复性、标准化训练,而(er)且还能支撑远程康复治疗。不(bu)过(guo),要想使(shi)患者的康复效果最大化,不(bu)能仅仅依靠康复机器(qi)人“单(dan)打独斗”。通过(guo)科技创新,将康复机器(qi)人技术(shu)与脊髓刺激(ji)、脑机接口、虚拟现实、柔性电子皮(pi)肤(fu)等多项(xiang)前沿技术(shu)“无缝”衔接,才能充(chong)分挖掘康复机器(qi)人的潜能,使(shi)患者的康复训练更加高(gao)效、智能、精准。