脊髓损伤(SCI)可造成毁灭性的损害，包括丧失行动能力和感觉。据估计，每年仅在美国就有1.7万例新感染病例，这一比例高于世界上大多数地区。此外，美国65岁以上人群的sci比率预计将从2010年的13%上升到2020年的16.1%。数据还显示，这些患者的存活率很高，他们需要日常生活功能，但发现坐着是一个主要挑战。
哥伦比亚大学的一个工程团队发明了一种机器人设备——躯干支持训练器(TruST)——可以用来帮助和训练使用scsi的人，通过改善他们的躯干控制，使他们坐得更稳定，从而获得一个扩大的主动坐姿工作区，而不会摔倒或使用他们的手来保持平衡。这项研究发表在今天的《脊髓系列与病例》杂志上，是第一次根据脊髓损伤患者的主动躯干控制来测量和定义他们的坐姿工作区。Sunil Agrawal是这个项目的PI和机械工程、康复和再生医学的教授，他说:“我们设计的TruST服务对象是那些通常坐轮椅的SCIs患者。”“我们发现，信任不仅能防止患者摔倒，还能使患者的躯干运动超出姿势控制或平衡极限。”
信任是一个机动电缆驱动皮带，放置在用户的躯干上，以确定姿势控制限制和坐在有SCI人的工作空间区域。当用户在坐姿时执行超出姿势稳定性限制的上身运动时，它会在躯干上发出力量。
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参与试点研究的五名SCI受试者用坐位姿势测试(Postural Star-Sitting Test)进行了检查，这是一项定制的姿势测试，要求他们在不使用手的情况下，用头部跟随球并尽可能远地移动躯干。该测试在八个方向重复进行，研究人员利用结果计算出每个人的坐姿工作区。
然后，研究团队为每个受试者定制了TruST，在受试者重复同样的动作时，在躯干上施加个性化的辅助力场。有了TruST，受试者在躯干运动的八个方向上都能进一步伸展，并显著扩大了他们身体周围坐着的空间，平均多了25%左右。
“TruST为用户的姿势极限提供持续的个性化力量反馈的能力，为实施基于运动学习的范式，重新训练SCI患者的功能性坐姿开辟了新的领域。”物理治疗师、阿格拉沃尔机器人和康复实验室博士后研究员、这篇论文的第一作者Victor Santamaria说。“我们认为TruST是一个非常有前途的SCI康复工具。”
Agrawal的团队现在正在探索在培训范式内使用信任，以改善脊髓损伤的成人和儿童的树干控制。“机器人平台将用于通过挑战他们在更大的工作空间中挑战他们的躯干来训练与SCI的参与者，通过信任提供辅助的力领域，以安全地将受试者带回他们中立的坐姿，”Agrawal说。“随着时间的改善工作空间和姿势控制，”这支力场将随着时间的推移而调整到参与者的需求。“
来源:哥伦比亚大学
