可穿戴步态自适应自供电神经假肢改善卒中后足下垂的临床效果

《Nature Communications》：Biomechanical energy harvesting to improve post-stroke mobility

　　

摘要

足下垂是一种常见的卒中后步态障碍，会降低足尖离地间隙并危及行走安全。现有的辅助干预措施往往受到被动补偿、外部电源需求以及手动调谐的限制。在此，我们介绍了一种可穿戴、步态时序自适应、自供电神经假肢（SPN），该装置可增强踝背屈并纠正步态模式，避免了繁重的参数调谐，并消除了外部电池的充电和可靠性负担。SPN 利用了步态的异相机制：它在非偏瘫肢体支撑相期间收集机械能，并在摆动相期间立即将其转化为对偏瘫肢体胫前肌的电刺激，在需要足部离地间隙时增加背屈。对于具有保留行走能力、足下垂及下肢功能障碍的可步行卒中幸存者（Fugl-Meyer 下肢评分：13-27/34，改良 Ashworth 量表 - 踝跖屈肌：0-2），SPN 辅助在户外行走期间产生了即时的、具有临床意义的改善：背屈角度从 -1.1°改善至 6.8°，行走距离增加了 67.3%，速度提高了 43.5%，步态变异性降低了 71.9%。这些发现证明了 SPN 在恢复背屈、增强活动能力以及改善卒中康复期患者整体生活质量方面的潜力，特别是对于那些处于晚年的患者。