Exosuit让中风幸存者走得更远

中风是美国严重长期残疾的主要原因，每年大约有1700万人患有这种疾病。大约8 / 10的中风幸存者患有“偏瘫”麻痹这通常会影响身体一侧的四肢和面部肌肉，经常会导致严重的行走困难、失去平衡并增加摔倒的风险，以及在用力时迅速出现的肌肉疲劳。通常，这些障碍也使他们无法进行基本的日常活动。

为了让中风患者康复，许多康复中心都把目光转向了机器人外骨骼．但是，尽管现在有一系列令人兴奋的设备，可以让最初完全无法走路的人重新行走，但仍有大量活跃的研究试图了解如何最好地应用可穿戴式机器人用于中风后的康复。尽管前景光明，但最近的临床实践指南甚至建议，如果目标是提高步行速度或距离，就不要使用机器人治疗。

2017年，哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)、威斯生物启发工程研究所(Wyss Institute for biological Inspired Engineering)和波士顿大学(Boston University)健康与康复科学学院(BU)的机械和电气工程师、服装设计师和神经康复专家组成的多学科团队:萨金特学院(Sargent College)的研究表明，一种辅助脚踝的软机器人exosuit，与外部电池和马达相连，能够显著改善中风患者在跑步机上行走时的生物力学步态功能。

现在，同样的团队在将他们的技术转化为康复策略。插电使用一个版本的exosuit,携带自己的电池和电动机,它们显示在一群六中风后幸存者轻偏瘫,他们的设备可能会大大增加个人的步行速度平均每秒0.14米,一个人行走高达0.28米每秒的速度。同样的这些人，当被要求在6分钟内尽可能走远时，他们能够走得更远32米，平均而言，其中一个人走得更远100米。“绝大多数中风患者走路缓慢，不能走很远。在物理治疗后更快和更远的步行是患者和临床医生所期望的最重要的结果。如果一种疗法既不能改变速度，也不能改变距离，那就很难认为这种疗法是有效的。”“我们在探索性研究中发现，在速度和距离方面的改善程度超出了我们的预期，无需任何训练就能产生立竿见月的效果，这突显了exosuit技术的前景。”

这项研究中使用的exosuit重量不到5公斤，在步态周期的不同阶段针对中风幸存者的四肢。它完全可移动，由电池供电，并由臀部佩戴的驱动器单元启动。它通过一种基于电缆的机械装置将机械动力传递到脚踝，通过这种装置，电缆和exosuit的其他部分通过轻便的功能性纺织品固定在身体上。它的低重量和减少步态不对称的潜力进一步增加的事实是，患者只在受损的一侧佩戴它，而不像刚性外骨骼系统——许多需要在两侧佩戴。

沃尔什的团队设计的exosuit是为了帮助足底弯曲，在步态周期的站立阶段，脚踝的运动将脚推入地面，在摆动阶段，背部弯曲，脚被抬起，脚趾被拉向胫骨。在中风后的偏瘫行走中，这两种运动都受到不同程度的损害，幸存者经常表现出“下坠脚”，即无法将脚从脚踝处抬起。沃尔什是哈佛大学生物设计实验室(Harvard Biodesign Lab)的创始人，他的团队在过去几年里开创并广泛验证了软exosuit技术。