
重复性易化训练(RFE)是中风患者试图恢复手腕活动最常见的康复策略之一。中风偏瘫患者不能移动他们身体的那个部分,因为他们不能产生足够强的神经信号,从大脑传递到手腕。
然而,使用RFE,患者的精神得到了提升。他们被要求考虑搬家。同时,练习者弯曲手腕。其目标是在思想发生的确切时间,从伸展发出一个长时间的延迟反应,并到达大脑,创造一个神经信号。其结果是一个强有力的,综合的反应,拉回前臂肌肉和移动手腕。
这一切都发生在大约40到60毫秒的时间跨度内。
“时间就是一切。当窗口那么小的时候,两个人要匹配起来就不容易了。”乔治亚理工学院硕士毕业生劳伦·莱西说。
这就是为什么莱西和佐治亚理工学院的一组研究人员发明了一种机械设备,让人们脱离这个过程,用精确的计算机代替他们。他们的功能性核磁共振兼容偏瘫康复设备能在准确的时间产生长潜伏期的伸展反射作为大脑信号。
“乔治亚州科技人类神经肌肉生理学实验室副教授Minoru Shinhara解释说:”这有点像试图用水填充水桶。“中风个人只能在精神上填补它。机器倒在剩下的时间以使其充满。“
到目前为止,该研究小组只在健康人群中进行了研究。研究参与者躺在床上,手臂伸到气动执行器肌腱锤下。为了模拟偏瘫患者移动手腕时产生的微弱信号,将经颅磁刺激器(TMS)以45度角放置在这些健康患者的头上。锤击腕腱几毫秒后,经颅磁刺激会在运动皮层产生微弱信号。这些反应重叠,产生并向手臂发送一个强烈的信号,手腕就会移动。
该团队已经成功地改变了TMS信号的时间和锤子的速度,根据补充大脑信号所需的力度来加快或减缓打击。既然研究人员已经证明了tms致动器系统的可行性,他们接下来将对中风患者进行研究。
莱西今年春天毕业于乔治·伍德拉夫机械工程学院(George Woodruff School of Mechanical Engineering),并获得硕士学位。
此外,由于机器是MRI兼容的,它将允许团队在康复期间研究大脑中发生的事情,为机器人开辟门。
“一旦我们完全理解精神上和生理学发生的事情,我们应该能够创建一个可以重现成功康复练习的机器人,如RFE,”机械工程学院副教授Jun Ueda说。“似乎时序是这项运动的关键部件。机器人在时机很棒,因此结果对于机器人来说非常有前途。“
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了下:M2M(机器对机器)




