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机器人颈托使用传感器和驱动器来恢复肌萎缩性侧索硬化症患者的功能

通过世界编辑器设计|2019年8月12日

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纽约-哥伦比亚大学的工程师们设计了一种新型的颈托,可以在颈部自然运动时提供支撑。这是第一个能显著帮助肌萎缩性侧索硬化症(ALS)患者支撑头部并在活动范围内给予积极支持的设备。研究人员表示,这一进展可能会改善患者的生活质量。它不仅可以改善交谈过程中的眼神交流,还可以促进眼睛作为控制电脑动作的操纵杆的使用,就像科学家斯蒂芬·霍金斯(Stephen Hawkins)所做的著名工作一样。

这个由工程师和神经学家组成的团队由苏尼尔Agrawal的教授机械工程康复和再生医学的哥伦比亚大学工程.他们设计了一个舒适的可穿戴结合传感器和驱动器的机器人颈部支架,以调整头部姿势,恢复大约70%的人类头部活动范围。

使用颈部支撑和颈部表面的传感器同时测量运动肌电描记术同时,它也成为一种新的头颈部运动障碍的诊断工具。

这项初步研究发表在8月7日的临床和转化神经病学年鉴标题为"用于描述ALS患者头颈运动和肌电图特征的机器人支架.”

作者包括哥伦比亚大学的Haohan Zhang和bing - chwen,以及哥伦比亚大学内科和外科医学院神经内科和ALS中心的Jinsy Andrews和Hiroshi Mitsumoto。


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颈托显示了超越ALS的前景

据机器人与康复中心主任阿格拉沃尔介绍,这种颈托在渐冻人症(ALS)以外的临床应用中也有前景。咆哮)实验室。他说:“对于那些因车祸而颈部扭伤或因脑瘫等神经系统疾病而颈部控制不佳的人来说,这种支架还有助于调节康复。”

“据我所知,阿格拉瓦尔教授和他的团队首次调查了ALS患者颈部肌肉的肌肉机制,”他说Hiroshi Mitsumoto韦斯利·j·豪(Wesley J. Howe)是埃莉诺和卢·格里格ALS中心(Eleanor and Lou Gehrig ALS Center)的神经学教授哥伦比亚大学欧文医学中心.“他们的颈托是帮助ALS患者的重要一步,ALS是一种毁灭性的、迅速进展的绝症。”

Mitsumoto与Agrawal和Jinsy安德鲁斯他是神经学助理教授。

他补充说:“我们已经批准了两种药物,但它们只能略微减缓疾病的进展。”“虽然我们目前无法治愈这种疾病,但我们可以通过机器人颈托缓解患者的困难症状,从而提高患者的生活质量。”

机器人颈托使用传感器和驱动器来恢复肌萎缩性侧索硬化症患者的功能

资料来源:哥伦比亚大学ROAR实验室

与ALS患者合作

肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)是一种神经退行性疾病,其特征是肌肉功能逐渐丧失,导致四肢瘫痪和呼吸衰竭。由于颈部肌肉力量下降而导致的头下垂是这种疾病的一个典型特征。

在他们的疾病过程中,从几个月到超过10年,患者完全失去头部的活动能力,形成下巴对胸部的姿势,这损害了语言、呼吸和吞咽。目前的静态颈托变得越来越不舒服和无效的疾病进展。

为了测试这种新型机器人设备,研究小组招募了11名ALS患者和10名年龄匹配的健康受试者。研究参与者被要求进行头-颈的单平面运动,包括屈伸、侧弯和轴向旋转。

实验表明,肌萎缩性侧索硬化症(ALS)患者,即使是在疾病的早期阶段,与同龄的健康受试者相比,也会使用不同的头颈协调策略。这些特征与临床医生常规使用的ALS评分密切相关。该装置收集的测量数据可用于临床,以更好地评估头下垂和ALS疾病进展情况。

“在我们研究的下一阶段,我们将确定颈托的积极辅助将如何影响严重垂头症患者的日常活动,”说Agrawal他也是哥伦比亚大学的成员数据科学研究所.“例如,他们可以用眼睛作为操纵杆,移动头部,看看他们所爱的人或周围的物体。”


了下:机器人的报告,机器人技术•机器人抓手•末端执行器
标记:可穿戴,哥伦比亚大学工程

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