
在MaxNäder实验室进行康复技术和结果研究的工作人员测试了外骨骼。照片由Shirley Ryan PhilityLab提供
在2016年的Steppenwolf的车库剧院的舞台上,演员和主任迈克尔帕特里克桑顿站点准备播放部分理查德三世由于他弯曲的脊椎,他经常被称为“驼背国王”。虽然服装和场景唤起了历史故事的黑暗,但桑顿的行走方式来自未来:一个动力外骨骼。桑顿,一个著名的演员曾两次脊髓中风十多年前,让他从腰部瘫痪,在舞台上使用了外骨骼作为代表理查德三世的转移身份和自我认知的方式;该角色立即易受伤害,对他的残疾作为他的痛苦来源,因为他在血腥追求权力中纵容。
他说:“残疾被赋予了一个鼓舞人心的成功故事,在这个故事中,一位圣洁的病人默默地承受着重担,教会我们所有人如何珍惜我们所拥有的。告诉《每日先驱报》。“那不是理查三世。”
两年后,在研究实验室内,桑顿首先学会使用外骨架,与他们的用户同步的外骨骼的节奏嗡嗡声通常会通过MaxNäder实验室的房间回荡,在Shirley Ryan PhillityLab中的康复技术和结果研究。由物理治疗师为指导,研究参与者将在身体周围固定的外骨骼框架行走。当它们以特定方式移动并以特定方式移动其重量时,设备的电机向用户前进。
目前,外骨骼与人类的互动并不像《钢铁侠》等电影中的场景那样直观和优雅;参与者通常很快就会感到疲劳,在迈出第一步之前必须练习保持平衡。
虽然对这些机器的研究仍处于其初期,但是一旦有限于科幻小说或笨重的,不切实际的设计 - 是设计可穿戴设备和技术的康复领域的一部分,这些技术可以帮助残疾人限制的人流动性,如中风或脊髓损伤,在模仿日常生活的条件下练习和行走:走过走廊或户外,攀爬楼梯,或者桑顿在舞台上使用机器人。设计变化,但大多数外骨骼通过支持用户的关节并提供能力来帮助运动。有些可能是全身刚性机器,而其他可以使用符合身体的符合的衣物状材料(“软外骨骼”)或设计为仅支撑臂或腿。
需要长期研究以确定这些机器如何集成到当前的治疗实践中,以及提供超越当前标准的益处。然而,它们在没有跑步机或线束 - 治疗的情况下提供高强度治疗的能力是独一无二的,这可能预防肌肉损失和压力溃疡,或帮助患者以适当的生物力学模式行走。
外骨骼的崛起是在越来越多的研究的时候出现了警告长期坐着和久坐生活方式的有害影响 -增加心脏病或糖尿病的风险例如,对于不运动的人;这些问题在身体残疾的人可能被限制在轮椅或使用支架来支撑走路时被放大。
arun jayaraman.纳德(Max Nader)实验室主任、西北大学(Northwestern)医学社会科学副教授表示,外骨骼和其他康复技术的未来很有希望,不过它们还需要不断发展。他的团队研究外骨骼如何用于治疗,以及它们如何影响患者的整体康复。最近,他的团队与哈佛大学Wyss研究所的研究人员发起了一个项目,该项目将评估a柔软的外骨骼可以帮助最近中风的人。这个项目是一个五年工程中心项目的一部分国家残疾、独立生活和康复研究所(nidilrr)。
“您必须患有技术,康复技术,特别是康复技术,”Jayaraman说,从10年或20年前的手机比赛中的第一代外科术说。“患者损伤的标准偏差非常高。试验很难运行。You can’t find the same type of patient so you can say this type of technology works perfectly on this type of patient and not on this type of patient…But in time some of these technologies will get to the stage where they may significantly change the quality of life of patients and help them recover.”
尽管外骨骼不断发展,但它们还不能取代轮椅,而在美国,轮椅是一种重要的移动工具,据估计有170万美国人使用它全世界超过6500万人。
在麦克斯·纳德实验室的走廊尽头,工程师在仿生医学中心在雪莉·瑞安能力实验室正在测试和改进一种最近开发的手动站立轮椅,允许用户在坐或站立的位置移动,或任何模式之间。
研究人员最近提出的新型轮椅在40TH.Nidilrr周年纪念日,是第一个成为手动和提供这种能力的人;其他电子轮椅在站立模式中提供移动性,但既沉重又昂贵。
该器件通过巧妙的工程设计在任何模式下提供移动性:轮椅的手动驱动系统具有连续轨道(类似于自行车上的链条),用户驱动器移动椅子。在当前的原型中,无线控制系统向上和向下驱动线性执行器,该致动器抬起椅子的座椅进入站立位置。用户通过腰部和胫骨周围的带固定。
仿生医学中心名誉主任、西北大学物理医学与康复学教授托德·库伊肯表示,用户经常会评论他们在与人交谈时的兴奋之情。
“这可能是最大的事情之一,让人们在交流中保持平稳,”Kuiken在10月份为NIDILRR做的一次演示中说。“第二大优势当然是功能性。当你坐在轮椅上时,你很难够到头顶上的任何东西。当你可以站立时,你的工作空间就会大得多。除了功能和心理上的好处外,还有许多健康方面的好处。你可能听说过久坐和吸烟一样,现在有一种推动人们多站着的潮流。这是因为站着对许多自上而下的系统来说更好。”
这款轮椅目前仍处于研究阶段,不过该集团希望该产品最终能推向市场。在未来的五年里,通过NIDILRR的资助,研究人员将继续测试和评估这种轮椅,以改进它的设计。
“所有人都对我们所有人都健康,”Kuiken说。“我们希望至少给残疾人留给候补人。”
希拉·伯特是雪莉·瑞安能力实验室仿生医学中心的一名科学作家。她将在今年为Helix撰写小组的一些研究活动。
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