一种新型的人机合作模式正开始重塑中风康复的未来。科学家表示，这种方法可能有助于恢复人类最基本的技能之一——简单的行走能力。
每年，美国近80万人中风后幸存下来。许多人面临漫长而艰难的康复过程。曾经自动化的行走，常常变得缓慢、不平稳且令人疲惫。数月的治疗可能有所帮助，但进展往往受到患者和治疗师身体负担的限制。
目前，雪莉·瑞安能力实验室(Shirley Ryan AbilityLab)和西北大学(Northwestern University)的研究人员推出了一种新系统，使治疗师和患者比以往任何时候都更紧密地联系在一起。他们的研究结果表明，康复治疗的提供方式可能出现有希望的转变。
重新学习运动的新方法
该系统被称为"治疗师-外骨骼-患者交互"(therapist-exoskeleton-patient interaction)，简称TEPI。它将治疗师和患者都与支持腿部的可穿戴机器人设备配对。
这些外骨骼通过髋部和膝盖处的虚拟链接连接。这种链接像弹簧和减震器一样工作，允许力量在双方之间传递。
当治疗师行走时，患者通过系统感受到这些动作。同时，治疗师能感知患者如何回应。这创造了一种共享的运动体验，感觉比传统方法更自然。
"以治疗师为主导的康复仍然是许多患者恢复的基础，这项研究表明有希望补充这种标准护理，"领导研究项目的José L. Pons表示。
传统治疗的局限
标准康复依赖于手把手的指导。治疗师支撑患者的身体并帮助引导每一步。
这种方法有效，但有明显的局限性。一名治疗师一次只能协助几个关节。复杂的动作通常需要多名治疗师，而这并不总是实际可行的。
这项工作对身体的要求也很高。在长时间的治疗中重复动作可能导致治疗师疲劳或受伤。
机器人外骨骼的设计旨在减轻这一负担。它们允许患者更长时间地练习行走，并同时支持多个关节。
然而，大多数系统遵循固定的运动模式。这些模式并不总是能实时调整以适应患者的需求。这可能会限制治疗的个性化程度。
将人类触感与机器人技术相结合
TEPI旨在弥合这一差距。它将人类指导的灵活性与机器人技术的精确性结合起来。
"通过将物理治疗的手把手适应性与机器人系统的可扩展性和精确性相结合，它可以实现更全面的全身步态训练，而无需多名治疗师，同时还引入了对患者表现的实时响应，允许动态调整支持、阻力和反馈，"Lorenzo Vianello表示。
该系统允许治疗师使用自己的身体来引导运动。他们不需要将手放在患者身上，而是自然地移动，让外骨骼传递这些动作。
这减少了身体负担，同时允许在整个身体范围内提供更协调的支持。
测试该技术
研究人员对八名中风患者测试了该系统。每位参与者完成了两个疗程，一个使用TEPI，另一个使用标准治疗。
在每个疗程中，参与者以稳定、缓慢的速度在跑步机上行走。科学家测量了关节运动、步长、步高、肌肉活动和努力程度。
结果显示明显差异。使用TEPI的患者移动更加自由。他们的关节显示出更大的活动范围。他们的步长和步高增加。
这些变化表明，该系统帮助引导患者走向更自然的行走模式。
同步移动
研究还显示治疗师和患者之间有很强的协调性。他们的动作保持紧密对齐，通常在几度之内。
这种紧密对齐意味着治疗师可以有效地引导每一步。同时，患者仍有调整动作的空间。
这种平衡很重要。它让患者在康复过程中保持主动性，而不是被机器被动移动。
努力、力量和参与度
对机器人系统的一个担忧是它们可能会减少努力程度。如果机器做得太多，患者可能无法建立力量。
研究结果表明情况并非如此。在TEPI疗程中，肌肉活动保持强劲。在某些情况下，甚至比标准治疗中更高。
患者也贡献了运动所需力量的很大一部分。例如，在行走的某些阶段，他们产生了所需力量的一半以上。
心率和努力程度在疗程中逐渐上升。这表明患者保持参与并持续工作。
"通过允许治疗师通过自己的腿部动作引导患者的运动，TEPI可以为中风康复的传统步态训练提供有力的补充，减少可能导致治疗师在手把手治疗中疲劳和受伤的体力消耗，"Emek Barış Küçüktabak表示。
更具吸引力的体验
除了物理结果外，研究人员还关注患者的感受。参与者报告在TEPI疗程中具有高水平的动力和享受。
许多人表示体验感觉更具互动性和吸引力。焦虑水平保持较低，系统感觉并不过于复杂。
这种情感反应很重要。康复通常取决于长期的持续努力。一个能让患者保持动力的系统可以改善长期结果。
扩展该方法
研究人员计划探索TEPI如何支持其他运动。未来的研究可能包括在地面上行走、爬楼梯和从坐姿站起。
他们还希望在更长时间内测试该系统。这将有助于确定在单次疗程中看到的改进是否会导致持久的康复。
"未来的工作还将研究更易于使用和可扩展的系统，可以将治疗师指导的康复扩展到家庭并支持远程护理，"Matthew R. Short表示。
未来之路
该系统仍处于早期阶段。它需要专业设备和仔细设置。需要更大规模的研究来确认这些发现。
然而，这一概念代表了思维的转变。TEPI不是在人类护理和机器人辅助之间做出选择，而是将两者结合起来。
它创造了一个治疗师和患者一起移动的共享空间。这种联系可能提供一条更自然的康复路径。
该研究的实际意义
这项研究可能会改变中风康复的提供方式。通过允许治疗师以更少的身体负担引导全身运动，它可能改善患者结果和治疗师安全。诊所可以提供更高效的护理，而无需为复杂任务配备多名治疗师。
对患者来说，好处可能更大。该系统鼓励积极参与，这对于重建力量和协调性至关重要。它还创造了更具吸引力的体验，可能帮助患者在漫长的康复期间保持动力。
未来，这种技术的更先进和更易获得的版本可能会将治疗扩展到诊所之外。患者可能能够在家中继续接受指导性康复，获得治疗师的远程支持。这可以使高质量护理惠及更多人，并减少与旅行和成本相关的障碍。
随着技术的改进，它也可能用于其他影响运动的疾病，包括脊髓损伤和神经系统疾病。通过将人类洞察力与机器人精确性相结合，TEPI可以为康复和独立开辟新途径。
研究结果在线发表在《Science Robotics》期刊上。
原始故事"新型外骨骼系统助力中风患者在治疗师指导下学习行走"发表在《The Brighter Side of News》上。
【全文结束】