机器人服装改善帕金森病患者的步伐

一种可穿戴的、柔软的机器人设备可以帮助患者 帕金森病 早期研究表明，（PD）行走时不会出现步态冻结（FoG）。

机器人服装穿戴在臀部和大腿周围，在腿部摆动时轻轻推动臀部，促进更大的步幅并预防 FoG，这是一种帕金森病的常见疾病，几乎影响所有患者的病程。

这项小型概念验证研究的对象是一名帕金森病患者。 但调查人员指出，冻伤和跌倒的情况明显减少，步行距离和速度也显着改善。 当患者在户外穿着机器人服装时，FoG 的发生率从 63% 降至仅 6%。 在室内佩戴该设备可以完全消除结冰现象。

首席研究员 Conor Walsh 博士和特里埃利斯博士告诉 Medscape 医学新闻 在一封电子邮件中。

沃尔什是波士顿哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的教授，埃利斯是马萨诸塞州波士顿波士顿大学物理治疗系的教授兼系主任兼神经康复中心主任。

该研究是 在线发布 2024 年 1 月 5 日， 自然医学。

禁用干扰

从生物力学的角度来看，FoG 表现为步行时空力学的明显崩溃。 肢体协调受损发生在步态周期的“摆动阶段”。

目前没有任何干预措施可以预防 FoG。 可用的治疗干预措施包括药物治疗，例如 多巴胺 替代品; 脑深部刺激 (DBS) 丘脑底核； 和行为干预，例如提示策略。 研究人员指出，所有这些都在减少 FoG 方面仅显示出适度的效果，在某些情况下甚至可能使 FoG 恶化。

Walsh 和 Ellis 表示：“这一挑战使我们对利用软体可穿戴机器人提供机械提示来破坏帕金森病患者异常的步态力学并防止 FOG 产生兴趣。”

“可穿戴机器人”已被用于增强神经系统条件下的运动学，例如 中风脑瘫，以及 脊髓损伤。 研究人员表示，利用这项技术来解决 FoG 问题需要“工程师、康复科学家、物理治疗师、生物力学专家和服装设计师之间的合作”。

这种可穿戴机器人设备使用电缆驱动的执行器，通过将电能转化为机械力来实现物理运动，以及佩戴在腰部和大腿周围的传感器。 使用传感器收集的运动数据，算法可以估计步行周期的阶段，并与生物肌肉配合产生辅助力。

真实世界测试

研究人员在一名患有 10 年特发性 PD 的 73 岁男性身上测试了这款机器人服装。 该男子正在进行的药物治疗包括服用 1.5 片 25 至 100 毫克的药物 卡比多巴/左旋多巴 每日服用四次，每次一粒 100 毫克 金刚烷胺 每天两次，每次一粒 200 毫克 恩他卡朋 每天服用四次。

他还接受了苍白球内部 DBS 治疗并采用了行为策略。 尽管采取了这些干预措施，他仍然每天遭受 10 多次 FoG 发作和多次跌倒。

患者行走时倾向于利用墙壁来稳定自己。 僵硬发作主要发生在他走在开放的走廊、转身、走到户外，以及当他试图同时走路和说话时。

该研究历时 6 个月，总共进行了五次研究，其中包括步行试验。 其中四项是在实验室进行的。 第五次是在真实的户外社区环境中进行的。

在第一次访问期间，在用药阶段的单任务条件下进行了行走的生物力学分析。

测试通常在用药阶段和单任务条件下进行。 但测试条件还包括在停药阶段需要注意力的双重任务和单任务行走。

研究人员比较了机器人服装辅助与不穿服装和关闭服装的效果。 他们测量了冻结时间的百分比以及步行的总距离。

强劲的反应

参与者对机器人服装表现出了“强烈的反应”。 在服装的帮助下，室内穿着时的 FoG 被消除，步行距离增加了 55%。 参与者走得更快，步态变异性减少了 25%。

这些有益效果在多天以及不同类型的激发条件和环境背景下重复出现。 当该设备在户外试用时，FoG 的概率从 63% 下降到 6%。 患者还能够同时行走和说话，而不会僵硬。

Walsh 和 Ellis 报告说：“当该设备在行走的最终站立阶段（抬起脚趾时）辅助髋部屈曲时，在内行走期间 FoG 立即消除，同时行走速度和距离在临床上显着改善。”

他们评论道，这种方法“表明‘自下而上’而不是‘自上而下’解决步态冻结的潜在好处。” “我们发现恢复几乎正常的生物力学会改变步态的外围动力学，并可能影响步态控制的中央处理。”

带来希望

评论为 Medscape 医学新闻Rebecca Gilbert 医学博士、哲学博士、首席任务官，美国 帕金森综合症 协会表示，这种新做法“令人兴奋”。

没有参与这项研究的吉尔伯特说，对于其他帕金森病患者来说，这种益处是否也会同样强大“还有待观察”。

吉尔伯特说：“论文指出，利用该设备的多个实验变量可能会被调整，以服务于不同的帕金森病患者，这些也需要在临床试验中进行测试。”

此外，“该设备本身很复杂，在没有帮助的情况下上下车可能会很困难，这可能会限制其在社区中的可用性，”吉尔伯特指出。

她补充说，尽管还需要做更多的工作，但这项研究“代表了一个非凡的概念证明，为 FoG 患者带来了希望”。

这些“有希望的发现促使进一步研究，以验证机器人服装对更广泛的患有 FoG 的 PD 患者以及各种 FoG 表型、环境和任务背景的影响，并辅以 FoG 指标，包括量化冻结事件的严重程度，”沃尔什和埃利斯补充道。

这项研究是基于美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院和马萨诸塞州技术合作、合作研究与开发配套补助金支持的工作。 这项工作还得到了哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的部分资助，并得到了三星奖学金的财政支持。

Batya Swift Yasgur，文学硕士，LSW，是一位自由撰稿人，在新泽西州蒂内克从事咨询业务。 她是众多医学出版物的定期撰稿人，包括 Medscape 医学新闻和 WebMD，并且是多本以消费者为导向的健康书籍以及《罩袍背后：我们在阿富汗的生活》和《我们如何逃亡到自由》（两本书的回忆录）的作者。勇敢的阿富汗姐妹向她讲述了她们的故事）。

2024-01-18 09:34:55
1705571209
#机器人服装改善帕金森病患者的步伐