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法国最新开发出一款外骨骼康复机器人

2019-10-11
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摘要 近日,法国一位四肢瘫痪患者穿上装在天花板上的外骨骼康复机器人装置,使用植入脑部附近的传感器来传递信息,借此活动他瘫痪的四肢。

  我们知道,对于外骨骼康复机器人来说,由于机器人配备高精密的传感器,因此可将患者训练和评估时的整个过程都进行精确的量化,提供数字化的报告,方便治疗师与医生可以在调节和设定康复方案时更有数据可依。


Thibault穿上装在天花板上的平衡装置,资料图

  近日,法国一名肩膀以下瘫痪的男子通过具有开创性的外骨骼机器人系统,由他的大脑发送信号来下达命令和控制,成功让他再度行走。这位28岁的四肢瘫痪患者提波尔(Thibault)穿上装在天花板上的平衡装置,使用植入脑部附近的传感器来传递信息,借此活动他瘫痪的四肢。

  据介绍,这套全身外骨骼系统经过了长达2年的试验。主导这项工作的研究人员表示,这项研究结果使得瘫痪病患距离能够独自运用其脑部信号,驱动计算机的未来更近一步。

  不过,这套外骨骼系统迄今仅是一个实验原型,“距离临床应用还很远”。

  共同主导这项试验的神经外科医生、法国格勒诺伯大学(University of Grenoble)教授贝纳毕(Alim-Louis Benabid)说,这是第一个设计用来让四肢动起来的半侵入式无线脑部计算机系统。

  他表示,先前脑部计算机科技使用植入脑部的侵入式传感器,它们较危险且经常停止运作。贝纳毕说,先前版本也需要连结线路,或是仅能活动其中一条四肢。

  在这项试验中,研究人员植入2个记录器,在患者头部两侧各放一个,位置介于大脑与皮肤之间,横跨大脑控制感觉和运动功能的感觉动作皮质区。每个记录器包含64个电极,负责搜集大脑讯号并将其传输至一个译码系统。这套系统翻译患者所想动作的大脑信号,再把命令送至外骨骼。

  过去24个月以来,这名患者执行许多心理任务,以训练译码系统了解他的想法,并逐渐增加这名患者能做的动作。

  报道指出,由于这名患者使用外骨骼系统时,需要把身体固定在天花板上,让他摔倒的风险降到最低,意味着这套装置仍无法离开实验室进行操作。对此,贝纳毕说:“这距离自主行走还很远。”

  针对这项研究结果,伦敦大学卫生暨热带医学院教授莎士比亚(Tom Shakespeare)表示,这是令人兴奋的进展,但他说,概念验证距离用于临床的可能性,还有很长一段路。

  康复机器人是康复治疗师的助手,在提供数据的同时,也可以执行治疗师及医生下达的处方,并感知患者的意图,不断自适应调整参数。今后,相信随着技术的迭代,大量的坐轮椅的患者,可以通过外骨骼机器人帮助他们站立起来行走,回归正常的生活。

2019年8月8日,北京,一名假肢装配工程师指导一名装配假肢的残疾人进行训练。资料图

  延伸阅读:瑞士等国研发出一款新型仿生假腿 脚底植入7个传感器

  近日,瑞士等国研究人员开发出一种仿生假腿,可让使用者有自然“触地”的感觉,且无需大脑刻意控制设备即可行走。新近发表在美国《科学·转化科学》杂志上的研究显示,这种新型假腿在脚底位置植入了7个传感器,并在膝盖处装有感知弯曲角度的编码器。它们产生的电流信号传导至人体残肢的末梢神经处植入的神经内电极,通过一种智能算法转化为生物电流信号后传导至大脑。

  腿部截肢者通常不太信任传统假腿,原因是传统假腿与大脑没有建立联系,行走时要紧盯着假腿和地面来给大脑提供信息,大脑处理信息的负担加重,而新技术能让他们将假腿感受为真正的肢体。

  主持研究的瑞士苏黎世联邦理工大学教授斯塔尼萨·拉斯波波维奇说,新技术为膝盖以上截肢者提供了有感觉反馈功能的仿生假腿,这种反馈对减轻使用者神经处理负担至关重要。

  研究人员对3名截肢者进行了临床试验,受试者均实现行走时无需眼盯着假腿。脑部扫描结果也显示,假腿为他们的大脑减轻了负担。未来,研究人员还计划开发这种神经内电极的更多应用,比如仿生假臂、视神经刺激和心脏移植患者的迷走神经刺激等。

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传感器行业分析师,主要从事传感器应用,市场分析等领域,现为新利18国际娱乐专栏编辑。

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