研制出帮助脊髓损伤患者的机器人装置

哥伦比亚工程团队领导的印度科学家发明了一种机器人装置,可以用来帮助和培养脊髓损伤患者坐更稳定,提高干线控制,获得扩大活跃坐在工作区没有摔倒或者使用双手来平衡。脊髓损伤(SCI)可造成毁灭性的损害，包括丧失活动能力和感觉。“我们为那些典型的坐轮椅的SCIs患者设计了信任。我们发现，信任不仅能防止病人跌倒，还能最大限度地使躯干运动超出病人的姿势控制或平衡极限。这项研究发表在《脊髓系列与病例》杂志上，它是第一个通过“躯干支持训练器(TruST)”机器人设备的帮助，根据脊髓损伤患者的主动躯干控制来测量和定义他们坐着的工作空间的研究。

机器人躯干是一条由电缆驱动的带，安装在使用者的躯干上，用来确定脊髓损伤患者的姿势控制范围和坐着的工作区域。当使用者坐着时，上半身的运动超出了姿势稳定性的限制，它就会对躯干施加压力。参与试点研究的五名患者接受了“姿势坐星测试”(Postural Star-Sitting Test)，这是一项定制的姿势测试，要求他们在不使用手的情况下，头部跟随一个球移动，尽可能远地移动躯干。该测试在八个方向重复进行，研究人员利用测试结果来计算每个人的坐姿工作空间。然后，研究小组为每个受试者量身定制了机器人装置，在受试者再次做同样动作的同时，在躯干上施加个性化的辅助力场。有了“信任”，受试者在长途旅行中可以朝八个方向都伸得更远，并显著扩大了他们身体周围坐着的空间，平均多出25%。物理治疗师、Agrawal和康复实验室博士后研究员Victor Santamaria说:“‘信任’的能力为用户的姿势限制提供持续的力反馈，这为实施以运动学习为基础的范式来重新训练SCI患者的功能性坐姿开辟了新领域。”阿格拉沃尔的团队正在探索在训练模式中使用信任来改善成人和儿童的躯干控制。Agrawal解释道:“机器人平台将通过挑战参与者在更大的工作空间中移动躯干来训练他们，信托机构将提供必要的力场帮助他们安全地回到中立的坐姿。”“随着时间的推移，随着参与者工作空间和姿势控制的改善，这个力场将根据他们的需要进行调整，”他补充说。