导语
一项概念验证研究表明,适用于社区步行的踝足矫形器可以帮助脑卒中患者提高步行推进力,进而提高他们的整体行走信心和能力,同时辅助家中、工作场所和社区中的行走。
这项研究由哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的Conor Walsh团队完成,发表在《Annals of the New York Academy of Sciences》上。
1、研究背景
每40秒,美国就有一人发生脑卒中。根据美国疾病控制和预防中心的数据,每年约有795,000例脑卒中患者。超过80%的脑卒中患者在行走时面临挑战,这通常与失去对脚踝运动的控制有关。进入中风恢复的慢性阶段后,大多数患者走路更慢,效率更低。
最近的研究证明,脑卒中患者可以在机械踝足矫形器的辅助下,可提高步行速度、距离、推进力和步态对称性。但这些研究都是在实验室或临床环境中进行。
本研究提出一种新型的不受束缚且易于使用的踝足矫形器设计,专为在社区环境中独立使用而设计,改善脑卒中患者在实验室外和日常生活中的步态。
2、研究方法
之前的脑卒中踝足矫形器有两个推进器设计,一个帮助背屈,以保持穿戴者的脚趾向上;另一个帮助跖屈,以推动脚和身体远离地面。
而新的矫形器没有使用主动背屈推进器,而是使用了一种被动材料,该材料像弹簧一样弯曲和运动,帮助脚趾在摆动期保持向上,防止穿戴者的脚趾卡在地面上。通过被动推进器代替主动推进器的设计,该矫形器将更加安全,在意外断电或控制器故障的情况下,默认状态将使用户保持脚趾背屈,降低绊倒和跌倒的风险。
研究小组还开发了一个移动应用程序,使佩戴者能够轻松地与设备交互,随时通过手机端打开矫形器。
该矫形器还集成了传感器,以便远程监控佩戴者随时间推移的进展。这些传感器位于足、小腿和骨盆,使用机器学习算法转换为推进力估计,帮助团队跟踪穿戴者行走时的足踝力学以及行走效率。这有利于物理治疗师与患者合作,进行长期康复指导。
团队与波士顿大学萨金特健康与康复科学学院合作,招募了四名参与者,在他们自己的社区环境中使用该设备四周,每周独立行走三到五次。所有参与者都安全地完成了研究,并且没有报告安全问题。
研究设计了包含三个主要组成部分的 cREAL 步行计划:筛查和培训,独立社区认证(ICC) ,以及为期4周的无监督社区步行计划,并进行生物力学测试,以评估该矫形器的有效性。
3、研究结果
由于个体反应的差异,整个组没有观察到显著的治疗益处。但其中两名参与者的推进力平均提高了27%,他们在研究后的一周内也比在研究开始前一周平均多走了4000步。
其中一名参与者反馈道:“穿着矫形器散步,让我从一个地方到另一个地方时不再需要花费那么多的精神能量。每走一步,矫形器都逐渐纠正了我的步态,让我学会了行走时腿部肌肉和膝关节应该如何运动。甚至当我不使用它时,我的行走能力也有所改善。”
内容来源:· Ankle exosuit for community walking aims to give post-stroke wearers more independence (medicalxpress.com)
· Design and evaluation of an independent 4‐week, exosuit‐assisted, post‐stroke community walking program - Nuckols - Annals of the New York Academy of Sciences - Wiley Online Library