技术突破与核心创新 - 开发可植入闭环脊髓神经假体系统,将脊髓电刺激技术与康复机器人结合,帮助瘫痪患者恢复行走能力[1][3] - 核心技术为硬膜外电刺激,通过激活脊髓运动神经元产生更自然协调的肌肉活动模式,而非直接刺激肌肉[6] - 系统实现活动依赖性仿生电刺激,可根据不同康复机器人和运动模式实时调整刺激参数[6] - 关键优势在于即使关闭电刺激,患者神经功能仍能持续改善,促进神经系统长期重塑[3] 系统设计与技术细节 - 植入式硬件包括含16个电极的桨式导线,可精确定位到控制下肢肌肉的脊髓节段[8] - 实时控制平台延迟仅为134±26毫秒,通过平板电脑应用程序根据外部传感器信号调整刺激参数[8] - 采用多模态传感方案:惯性测量单元检测肢体运动并补偿传感器漂移;人体工学按钮让患者主动触发刺激;力传感踏板用于自行车训练,实现上下肢协调配合[9] 临床验证与应用效果 - 在5名脊髓损伤患者测试中,系统与Lokomat外骨骼配合使患者肌肉活动显著增强,交互力降低,表明患者开始主动参与运动[12] - 在MOTOmed康复自行车测试中,脊髓电刺激使被动下肢运动变为主动参与,且不会导致肌肉疲劳,患者可稳定骑行1小时[12] - 户外测试中患者借助智能助行器可在草地、砾石路行走,通过拐杖双按钮独立上下楼梯,一名部分瘫痪患者4小时内完成4069步[12] - Go-Tryke卧式三轮车测试显示系统能检测上肢用力并自动调节下肢刺激强度,实现自然运动协调[12] 康复效果与临床意义 - 长期跟踪4名慢性脊髓损伤患者,所有患者下肢运动评分均有提高,即使关闭电刺激亦然,证明训练促进了真正的神经康复[14] - 典型案例显示一名完全瘫痪患者所需体重支撑从78%降至51%,最终可仅凭电刺激和助行器独立行走[18] - 机器人提供安全训练环境和物理支撑,电刺激激活神经肌肉系统,两者结合产生协同效应,且无需改造现有康复设备[18]
让瘫痪患者重新行走!脊髓电刺激+康复机器人 | Science子刊
机器人大讲堂·2025-10-26 18:03