震颤,或不自主的节律性运动,会严重损害个人执行日常任务的能力,降低他们的生活质量和独立性。在神经康复中,找到有效的治疗方法是一个关键目标,而震颤康复尤其复杂。
为了应对这一挑战,韩国光州科学技术研究院 (GIST) 的一支研究团队在 Jiyeon Kang 教授的带领下开发了一种创新的机器人康复系统,以增强震颤患者的力量和灵活性。
他们的研究于 2024 年 4 月 23 日发表在《IEEE 神经系统与康复工程学报》上,介绍了用于日常生活模拟的球形平行仪器 (SPINDLE)。
SPINDLE 集成了机器人技术和虚拟现实,以增强震颤患者的力量和灵活性,使他们能够更有效地进行日常生活活动 (ADL)。与传统方法不同,SPINDLE 在现实且适应性强的环境中模拟 ADL,弥补了复制现实世界任务复杂性的差距。这一创新系统有望改变震颤患者的康复方式,提供更高水平的支持和有效性。
在这项研究中,九名健康参与者接受了使用 SPINDLE 的培训,并借助 VR 技术。在此训练阶段之后,参与者接受模拟震颤,并被要求使用 SPINDLE 系统和自然物体执行各种 ADL 任务。该团队仔细比较了这些任务的性能结果,以评估 SPINDLE 系统的有效性。
研究显示,SPINDLE 可帮助患者进行震颤康复,具有多项显著优势。SPINDLE 的关节活动度与自然 ADL 相当,确保在现实生活中具有实用性。参与者的肌肉用力减少,震颤得到有效抑制,从而让运动更加平稳、控制力更强。该系统提供可定制的最佳阻尼,可根据每位参与者的需求进行个性化阻力训练。SPINDLE 的使用提高了运动控制、协调性和神经可塑性,而这些都是有效神经康复的关键因素。参与者的上肢力量和灵活性显著提高,这对于日常活动至关重要。
“SPINDLE 系统的一个突出特点是其基于游戏的训练模式,可以根据需要调整阻力水平。这种方法不仅使治疗过程变得有趣和令人愉快,而且还显著有助于提高震颤患者的力量和灵活性,”Kang 教授解释道。通过整合实时视觉反馈和交互式 VR 元素,SPINDLE 可确保持续的用户积极性和更有效的训练结果。
“ SPINDLE 专注于其他康复机器人难以完成的复杂 ADL,有望显著改善神经系统疾病患者的生活质量。其紧凑的设计使其易于与电视或 VR 系统集成,提供了一个引人入胜的环境,鼓励患者坚持康复计划,”Kang 教授补充道。
这项研究的良好结果表明,SPINDLE 有潜力成为震颤康复计划的标准工具。除了直接应用之外,通过 SPINDLE 开发的原理和技术还可以扩展到其他领域,例如运动训练和伤害预防。此外,从 SPINDLE 训练课程收集的数据可以为神经可塑性和运动学习提供宝贵的见解,为更有效地治疗各种神经系统疾病铺平道路。
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