北航等机构开发游戏化机器人疗法,重症神经障碍儿童肌力提升130%

打印派   2026-06-05 09:08:32

一种轻量级可穿戴机器人装置,帮助脊髓性肌萎缩症(SMA)患儿实现了他们此前从未达到的里程碑——无需他人辅助,独立从椅子上站起来。

在一项由北京航空航天大学、北京大学第三医院以及麻省理工学院(MIT)研究人员合作开展的研究中,六名患有这一遗传性神经肌肉疾病的儿童,使用了一款安装在膝部的机器人。该机器人在基于视频游戏的训练过程中,对患者的动作施加柔和的阻力。经过数周训练后,孩子们在肌力和活动能力方面均显示出显著提升,为改善SMA患者的生活质量带来了新希望。

阻力训练:让肌肉“主动”发力
SMA是一种遗传性疾病,会逐步损害控制肌肉运动的神经,导致肌无力和肌萎缩。重症患者可能无法独立行走、进食甚至呼吸。研究团队开发的这款轻量级可穿戴机器人,旨在帮助SMA患儿改善下肢功能和活动能力。与传统的辅助型设备不同,该装置采用可控的阻力训练来强化衰弱的肌肉。

这款膝部机器人仅重0.96公斤(约2.1磅),采用变刚度机构与可反向驱动的阻尼电机相结合的设计,能够提供安全、可定制的阻力训练。装置并不帮助用户完成动作,反而让动作变得稍微困难一些,迫使肌肉和神经系统更有效地协同工作。

临床试验:6周后全部实现独立站立
这项临床试验纳入了6名6至10岁的II型SMA患儿。入组前,所有孩子都无法在无辅助情况下从椅子上站起。研究论文显示,参与者完成了为期六周的机器人辅助训练,训练以互动式视频游戏形式进行。游戏中,孩子们需要踢虚拟球,机器人对每一次伸腿踢球动作施加阻力——踢得越用力,阻力越大,从而促使肌肉与神经更紧密地配合。

六周共30次训练结束后,研究人员记录了患儿在肌力、运动功能和整体活动能力方面的显著改善。大腿前侧的股四头肌横截面积增加了19%,肌力提升了惊人的130%。孩子们的膝关节功能也明显改善,包括活动范围增大、发力能力增强。从股神经传递到腿部肌肉的神经信号变得更强,提示神经系统与肌肉之间的“沟通”更加健康。

最令人振奋的是,全部六名此前无法独立站起的参与者,在训练结束后都能自行从坐姿站起。研究人员发现,即使停止使用机器人、回归常规物理治疗后,这些功能获益仍然保持——表明训练带来了持久的神经肌肉功能改善。

康复新思路:阻力优于辅助
研究团队认为,对于SMA患者而言,基于阻力的训练可能比辅助型技术更有助于促进长期的神经肌肉生长。现有疗法虽能延缓疾病进展,却无法恢复已丧失的运动能力。这一新方法为SMA患儿提供了一条富有前景的康复路径。

业内人士指出,该研究突破了“机器人康复=辅助运动”的传统思维,通过精准可控的阻力刺激神经重塑和肌肉适应性增生,为神经肌肉疾病的主动康复开辟了新方向。随着技术进一步小型化和智能化,这类可穿戴阻力训练设备有望走进更多家庭,惠及广大的运动障碍患者群体。


0

48 0

发表评论

登陆后参与评论