科技日報記者 張夢然
瑞士NeuroRestore團隊開發(fā)出一種先進系統(tǒng)，能夠?qū)⒅踩胧郊顾枭窠?jīng)假體與康復機器人無縫結(jié)合，通過發(fā)出精確電脈沖來刺激肌肉，配合機器人的運動，在治療過程中產(chǎn)生自然而有效的肌肉活動。這項技術(shù)利用了洛桑聯(lián)邦理工學院在機器人領(lǐng)域的成果，不僅增強了患者的即時活動能力，還促進了長期康復效果。研究結(jié)果發(fā)表在最新一期《科學·機器人學》雜志上。
脊髓損傷通常會導致嚴重的行動障礙。目前的康復機器人（引導運動的設(shè)備）效果有限，因為缺乏主動肌肉參與的情況下，僅靠機器人輔助難以有效重新訓練神經(jīng)系統(tǒng)。新的聯(lián)合療法將脊髓刺激與康復機器人無縫集成，有望成為標準護理的一部分，被納入全球各地現(xiàn)有的康復方案中。
實現(xiàn)這一聯(lián)合療法需要確保每種療法之間的精確同步。脊髓刺激策略必須在空間和時間上進行精準調(diào)節(jié)，以匹配患者的每一個動作，而將其與廣泛使用的機器人康復系統(tǒng)相結(jié)合，則要求有一個靈活且適應性強的技術(shù)框架。
新技術(shù)使用完全植入式的脊髓刺激器提供仿生電硬膜外刺激，這種方法通過模仿自然神經(jīng)信號，更有效地激活運動神經(jīng)元，區(qū)別于傳統(tǒng)的功能性電刺激。
團隊成功地將電刺激與多種機器人康復設(shè)備（如跑步機、外骨骼和固定自行車）結(jié)合起來，確保刺激與每個運動階段精確同步。該系統(tǒng)利用無線傳感器檢測肢體運動并自動實時調(diào)整刺激強度，從而為用戶提供了一個無縫的體驗過程。
在一項包括5名脊髓損傷患者的概念驗證研究中，結(jié)合使用機器人和電硬膜外刺激，能夠立即并持續(xù)地激活肌肉。參與者不僅在輔助治療期間恢復了肌肉活動能力，在某些情況下，即使在刺激停止后也表現(xiàn)出自主運動能力的改善。
該方法在臨床環(huán)境之外同樣具有潛力，參與者能夠在助行器的幫助下行走，在戶外騎自行車，進一步證實了其在現(xiàn)實生活中的積極效果。這種將神經(jīng)假體與康復機器人的結(jié)合，可能重新定義癱瘓后的活動恢復方式。
總編輯圈點：
作為醫(yī)療科技與人工智能技術(shù)的創(chuàng)新“結(jié)晶”，康復機器人為脊髓損傷、中風等患者的康復訓練帶來福音。相比傳統(tǒng)康復手段，康復機器人不僅可以提供高重復性、標準化訓練，而且還能支持遠程康復治療。不過，要想使患者的康復效果最大化，不能僅僅依靠康復機器人“單打獨斗”。通過科技創(chuàng)新，將康復機器人技術(shù)與脊髓刺激、腦機接口、虛擬現(xiàn)實、柔性電子皮膚等多項前沿技術(shù)“無縫”銜接，才能充分挖掘康復機器人的潛能，使患者的康復訓練更加高效、智能、精準。
