新技术助力步态障碍的帕金森病患者This new tech helps Parkinson’s patients who have trouble walking | University of California

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.universityofcalifornia.edu美国 - 英语2026-01-09 09:43:38 - 阅读时长3分钟 - 1072字
加州大学旧金山分校研究团队开发出基于人工智能的深部脑刺激优化方案,通过分析帕金森病患者的步态特征生成个性化脑电刺激程序,在不加重其他症状的前提下显著改善行走稳定性与步速;该研究首创步态表现指数量化行走能力,发现不同患者需匹配差异化的电刺激频率参数,并揭示脑电波变化与行走功能的关联,目前正推进闭环自适应刺激系统的临床应用,有望大幅降低患者跌倒风险并提升行动能力。
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新技术助力步态障碍的帕金森病患者

加州大学旧金山分校研究人员开发出一种新型深部脑刺激技术,结合人工智能助力帕金森病患者的行走功能改善。

深部脑刺激(DBS)通过植入式设备向大脑特定区域发送电信号。研究团队借助人工智能开发出首套步态表现量化体系,并据此精细调节电脉冲参数以适配个体患者需求,从而在不加重其他症状的前提下实现行走功能的实质性提升。

主导该研究的医学博士多丽丝·王(加州大学旧金山分校神经外科副教授)与博士后研究员哈米德·费克里·阿兹戈米共同领导了这项获美国国立卫生研究院支持的项目。王博士详解了研究原理与临床意义:

深部脑刺激技术原理

DBS采用微创手术植入设备:在颅骨钻两个微孔,置入天使发细面般纤细柔韧的电极导线,经皮下通路连接至胸部的脉冲发生器(相当于大脑起搏器)。

帕金森病行走障碍的成因

该疾病因大脑基底神经节多巴胺神经元损伤,引发"帕金森步态":患者行走时拖步、转向需多次小步,左右步长不一致,部分患者甚至出现冻结步态,这些症状易导致跌倒。其根源在于脑电波模式异常阻碍运动调节能力,DBS通过修正该模式发挥作用。

传统治疗的局限

在帕金森主要症状中,步态障碍最难治疗。现有药物或常规高频DBS对严重步态障碍效果有限——虽然能改善震颤与运动迟缓,却无法有效解决行走问题。这促使团队探索针对步态的定制化刺激方案,通过调整DBS输出的时序与能量实现突破。

双维度研究策略

团队从临床与神经生理学双视角切入:

  • 临床维度:量化优质步态特征,优化刺激参数对步态指标的影响
  • 神经生理维度:解析步态优化刺激对脑活动的共性作用机制

步态表现指数开发

研究人员建立包含四项关键指标的步态表现指数:摆臂幅度、步速、步长变异性及步态对称性。这些指标可有效区分帕金森患者与健康人群。通过让患者在动态调整DBS参数时行走,同步采集神经数据与步态力学信息,确定个体化最佳参数。

人工智能的核心作用

机器学习算法基于采集数据预测最优DBS设置:部分患者需高频刺激,另一些则受益于低频刺激,证实步态优化参数存在个体差异。AI成功实现"一人一策"的精准调控。

神经生理学突破

研究揭示DBS对大脑皮层运动网络的调节机制,发现与行走功能改善直接关联的脑电波特征,为未来编程提供科学依据。

临床价值与未来展望

个性化刺激方案使患者获得更快速、稳定的步态改善且不加重其他症状。团队正研发闭环自适应DBS算法:患者行走时自动切换至步态优化模式,其他运动状态维持标准刺激。该技术有望显著缓解帕金森患者的步态障碍,提升行动能力并减少跌倒风险。

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