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机器人外骨骼能否帮助瘫痪者重新行走?

机器人外骨骼可以帮助部分瘫痪患者重新行走,尤其适用于不完全性脊髓损伤者,能够提升其行走速度、耐力及生活质量。

直接答案

是的,机器人外骨骼可以帮助许多瘫痪者重新行走,但恢复程度很大程度上取决于损伤的严重性。对于不完全性脊髓损伤(部分神经信号仍可传递)的患者,外骨骼训练能在步行速度和耐力方面带来具有临床意义的改善。例如,一项大型研究发现,经过12周训练后,超过半数不完全性损伤参与者的步行能力从居家级别提升至社区级别[2]。然而,对于完全性瘫痪(损伤部位以下无运动或感觉功能)的患者,外骨骼仅作为动力支架辅助站立和迈步,但无法在脱离设备的情况下恢复独立行走能力。

7篇文献引用

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谁从外骨骼步行疗法中获益最多?

最有力的证据指向不完全性脊髓损伤(iSCI)患者——这类患者损伤平面以下仍保留部分运动或感觉功能。一项针对25名慢性iSCI患者的随机对照试验显示,使用Ekso外骨骼机器人进行12周(36次)训练的患者,其临床步行能力从家庭级提升至社区级步行速度的概率显著高于接受标准治疗或无步态训练的患者[2]。具体而言,外骨骼组中超过半数患者达到了这一里程碑,而主动对照组中仅三分之一达成,被动对照组则无人实现[2]。这意味着该设备帮助患者获得了足以横穿马路或穿梭超市的步行速度——这是具有实际意义的功能性改善。

完全性脊髓损伤(损伤平面以下无运动功能)的患者同样能从中获益,但表现有所不同。一项针对18名患者的回顾性研究发现,经过约18周的外骨骼训练后,运动完全性损伤患者的脊髓损伤步行指数(WISCI-II)评分从0分(无法行走)平均提升至3分(借助助行器并在中度辅助下行走)[1]。尽管这是行动能力上具有意义的改善,但并不意味着患者能在脱离设备的情况下独立行走。对于这类患者而言,外骨骼相当于一种动力矫形器,使其能够借助拐杖或助行器实现站立和迈步,同时带来心血管锻炼、改善肠道/膀胱功能以及心理层面的益处[6]

瘫痪患者通过康复训练,步行能力能改善多少?

这些改进虽不算显著,但确实存在。多项研究显示,使用外骨骼时的平均步行速度在每秒0.31至0.39米之间[3][5]——约为普通成年人步行速度(1.4米/秒)的三分之一。不过,这一速度已足以满足有限的居家或社区行走需求。一项涵盖228名患者、共28项研究的系统综述发现,患者在6分钟步行测试中的平均距离为108.9米(约119码)[5]。作为参照,这大致相当于一个足球场的长度,足以完成穿越停车场或在诊所内移动等场景。

重要的是,训练会随着时间的推移带来改善。一项研究中,运动完全性脊髓损伤患者的步数从每疗程平均340步增加到18周后的840步——步行量翻了一倍多[1]。运动不完全性损伤患者的改善更为显著,其WISCI-II评分从接近0分提升至平均9分(使用助行器并需少量辅助行走)[1]。另一项针对33名不完全性脊髓损伤患者的研究发现,个性化外骨骼训练(最多39次疗程)可全面提升耐力与表现,其中胸段损伤患者的改善最为显著[7]

外骨骼训练还能带来哪些其他益处?

外骨骼训练带来的益处远不止于行走。一项针对42名脊髓损伤患者的初步研究发现,与接受传统物理治疗的患者相比,使用Ekso外骨骼进行训练的患者在身体表征(即他们如何感知自身身体)和生活质量方面均有显著改善[4]。具体而言,外骨骼训练组报告称,与身体形象相关的心理困扰更少,对腿部的感知更佳,同时在短式12项健康调查问卷(Short-Form-12)中的生活质量评分也有所提升[4]

该训练方案安全性良好,且可能减少某些继发性并发症。在一项涉及52名参与者的多中心研究中,研究人员发现每次外骨骼训练后,痉挛症状会立即减轻[6]。尽管疼痛水平在长期内未发生变化,但训练并未引发新的疼痛——这是任何新疗法中常见的担忧[6]。经过8周训练后,慢性损伤参与者还报告称生活满意度有所提升,并在独立性方面(通过脊髓独立性评估量表测量)取得了微小但显著的进步[6]。这些发现表明,外骨骼疗法关注的是患者的整体状况,而不仅仅是其行走能力。

本文引用的文献

1

脊髓损伤患者在不同护理阶段接受地面外骨骼步态训练的临床实施:一项回顾性分析。

运动完全性脊髓损伤患者在经过18周的外骨骼训练后,WISCI-II评分从0分提升至3分,而运动不完全性脊髓损伤患者则从0.2分提升至9.0分[1]。

2

外骨骼机器人训练对慢性不完全性脊髓损伤患者步行能力的改善(WISE):一项随机对照试验

在一项随机试验中,超过半数的慢性不完全性脊髓损伤(iSCI)参与者使用外骨骼后,步行速度从家庭水平提升至社区水平,而被动对照组中无人达到这一改善[4]。

3

健全个体与脊髓损伤个体在地面机器人外骨骼中行走时的生物力学差异。

使用ReWalk外骨骼行走时,脊髓损伤患者与健全人的速度均在0.32-0.39米/秒之间,且两组在关键生物力学参数上无显著差异[6]。

4

严重脊髓损伤患者的身体表征:一项关于动力外骨骼在步态训练中潜在作用的初步研究

与接受常规治疗的脊髓损伤患者相比,使用外骨骼进行训练的患者在身体表征和生活质量方面表现出显著改善[7]。

5

脊髓损伤患者步态重建的可穿戴机器人外骨骼:文献综述

在28项研究中,外骨骼的平均行走速度为0.31米/秒,6分钟步行距离为108.9米[10]。

6

脊髓损伤后的外骨骼步态训练:关于继发性健康问题的探索性研究。

外骨骼训练在训练结束后立即减轻了痉挛,并提高了慢性损伤患者的生活满意度[11]。

7

不完全性脊髓损伤中的个性化外骨骼步态训练

个性化外骨骼训练(最多39次)显著提升了33名不完全性脊髓损伤患者的耐力与运动表现,其中胸段损伤患者的改善最为明显[14]。